comparación de la digestiblidad y retención de proteína en recetas

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD PROTEICA DE RECETAS TÍPICAS DEL
DEPARTAMENTO DEL CAUCA - COLOMBIA ELABORADAS CON MAÍZ COMÚN Y
CON MAÍZ BIOFORTIFICADO CON MÁS LISINA Y TRIPTÓFANO
PAOLA CATALINA IMBACHÍ NARVÁEZ
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
POPAYÁN
2011
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD PROTEICA DE RECETAS TÍPICAS DEL
DEPARTAMENTO DEL CAUCA - COLOMBIA ELABORADAS CON MAÍZ COMÚN Y
CON MAÍZ BIOFORTIFICADO CON MÁS LISINA Y TRIPTÓFANO
PAOLA CATALINA IMBACHÍ NARVÁEZ
Trabajo de investigación
Directora
M. Sc. ANA DE DIOS ELIZALDE
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
POPAYÁN
2011
2
Nota de aceptación:
Los jurados han revisado este
documento y han escuchado la
sustentación por parte de la
autora, encontrando satisfactorio el
resultado de esta investigación.
____________________________
Presidente del Jurado
____________________________
Jurado
____________________________
Directora
Popayán, 7 de Abril de 2011
3
DEDICATORIA
Al Creador, por darme la vida y brindarme la oportunidad de ser cada día mejor.
A mi madre, por preocuparse día tras día por mí y ser incondicional.
A mi familia, por ser una fuente de apoyo constante.
A mis amigas, por sacar siempre una sonrisa en mi rostro.
Y, a la memoria de mi hermano Julián, que con su recuerdo motivó muchos esfuerzos
para alcanzar este logro.
A todos mil gracias.
4
AGRADECIMIENTOS
Este Trabajo de grado fue posible gracias a:
Su financiamiento por parte de: AgroSalud (CIDA7034161), Centro Internacional de
Agricultura Tropical (CIAT) y Monsanto Fund.
La colaboración de: Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Proyecto
AgroSalud, Universidad del Cauca, Comunidad caucana entrevistada, Centro
Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), Instituto Colombiano
Agropecuario (ICA), Laboratorio de Calidad Nutricional, Consorcio Latinoamericano y del
Caribe de apoyo a la Investigación y Desarrollo de la Yuca (CLAYUCA), Laboratorio de
Calidad de Yuca y Laboratorio de Servicios Analíticos.
La Dra. Helena Pachón, la M. Sc. Ana De Dios Elizalde, al Tecnólogo Químico y de
Alimentos Dayron Gutiérrez, al Qco. Darwin Ortiz, a la Nutricionista Sayda Pico Fonseca,
a la Comunicadora Social Marlene Rosero, al Ing. Andrés Escobar, al Ing. Freddy Salazar,
y a la Ing. Sandra Salazar, por su aporte técnico y conocimientos.
A todas aquellas personas que de una u otra forma hicieron parte integral de este
proyecto.
A todos, mil gracias.
5
CONTENIDO
pág.
INTRODUCCIÓN
14
1. ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO
15
1.1. PROTEÍNAS
15
1.1.1. Aminoácidos.
15
1.1.2. Requerimientos de proteína.
16
1.1.3. Deficiencia en la ingesta de proteína en Colombia.
17
1.1.4. Calidad de las proteínas.
19
1.1.5. Evaluación de la calidad de proteínas.
20
1.1.6. Lisina.
22
1.1.7. Triptófano.
23
1.1.8. Proteína vegetal.
24
1.1.9. Proteína Soluble.
24
1.2. MAÍZ
26
1.2.1. Botánica.
26
1.2.2. Exigencias edafoclimáticas.
28
1.2.3. Importancia del maíz en la nutrición humana.
28
1.2.3.1. Proteínas del maíz.
29
1.2.4. El maíz en el Departamento Del Cauca.
30
1.2.5. Maíz biofortificado.
30
1.2.5.1. Experiencias en nutrición, relacionadas con el uso del maíz
biofortificado.
32
2. METODOLOGÍA
36
2.1. FASE I: DOCUMENTACIÓN O SOPORTE TEÓRICO
37
2.2. FASE
II:
RECOLECCIÓN
DE
INFORMACIÓN
SOBRE
FORMULACIONES O RECETAS CAUCANAS PARA LA PREPARACIÓN DE
ALIMENTOS
37
2.3. FASE III. APLICACIÓN DE FORMULACIONES PARA LA PREPARACIÓN
DE ALIMENTOS.
38
2.3.1. Preparación de alimentos con maíz seco.
38
6
2.3.2. Preparación de alimentos con maíz tierno.
38
2.4. FASE IV. EVALUACIÓN DE VARIABLES EN LOS ALIMENTOS
PREPARADOS BAJO DIFERENTES FORMULACIONES
42
2.4.1. Liofilización.
42
2.4.2. Molienda.
42
2.4.3. Extracción de materia grasa.
43
2.4.4. Medición de Nitrógeno (N).
43
2.4.5. Cuantificación de Triptófano.
43
2.4.6. Cuantificación de proteína soluble.
43
2.4.7. Determinación de digestibilidad “in vitro” de proteína
43
2.5. FASE V. ANÁLISIS ESTADÍSTICO.
44
2.5.1. Diseño experimental.
44
2.5.2. Análisis estadístico.
44
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS
46
3.1. CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNA.
46
3.1.1. Maíz seco amarillo.
47
3.1.2. Maíz Seco Blanco.
49
3.1.3. Maíz tierno amarillo.
50
3.1.4. Maíz tierno blanco.
51
3.2. CUANTIFICACIÓN DE TRIPTÓFANO
51
3.2.1. Maíz seco amarillo.
53
3.2.2. Maíz seco blanco.
53
3.2.3. Maíz tierno Amarillo.
56
3.2.4. Maíz tierno blanco.
57
3.3. CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNA SOLUBLE
58
3.3.1. Maíz seco amarillo.
59
3.3.2. Maíz seco blanco.
60
3.3.3. Maíz tierno amarillo.
62
3.3.4. Maíz tierno blanco.
63
3.4. DETERMINACIÓN DE DIGESTIBILIDAD “IN VITRO” DE PROTEÍNA.
64
3.4.1. Maíz seco amarillo.
64
3.4.2. Maíz seco blanco.
65
7
3.4.3. Maíz tierno amarillo.
65
3.4.4. Maíz tierno blanco.
65
4. CONCLUSIONES
67
RECOMENDACIONES
69
BIBLIOGRAFÍA
70
ANEXO A. ENCUESTA PARA LA CONSULTA DE RECETAS ELABORADAS
CON MAÍZ.
75
8
LISTA DE CUADROS
pág.
Cuadro 1. Requerimiento promedio estimado (EAR*) de proteínas según el
ICBF.
16
Cuadro 2. Requerimiento promedio estimado (EAR*) de proteínas según el
IOM.
16
Cuadro 3. Necesidades de aminoácidos en niños de 2 a 5 años y ratas de
laboratorio.
22
Cuadro 4. Composición química proximal de las partes principales de los
granos de maíz (%).
29
Cuadro 5. Contenido de aminoácidos esenciales de las proteínas del germen
y el endospermo del maíz.
29
Cuadro 6. Niveles de lisina y triptófano como un porcentaje de la proteína total
en la harina del grano entero del maíz común, QPM, y modelo de
requerimientos para niños de la FAO.
31
Cuadro 7. Condición de nutrición antes y después de los tratamientos.
32
Cuadro 8. Promedio del puntaje de la evaluación sensorial para tres comidas
ghaneses.
33
Cuadro 9. Formulaciones seleccionadas para ser replicadas en el laboratorio.
37
Cuadro 10. Lugar de origen del maíz QPM y el maíz normal, empleados como
materia prima.
38
Cuadro 11. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en los granos enteros de maíz seco y tierno, común y
QPM, (n=3).
46
Cuadro 12. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
seco amarillo común y con maíz seco amarillo de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
47
Cuadro 13. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
seco blanco común y con maíz seco blanco de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
49
9
Cuadro 14. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
50
Cuadro 15. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno blanco común y con maíz tierno blanco de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
52
Cuadro 16. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en los grano enteros de maíz seco y tierno, amarillo y
blanco, común y QPM, (n=3).
52
Cuadro 17. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
seco amarillo común y con maíz seco amarillo de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
54
Cuadro 18. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
seco blanco común y con maíz seco blanco de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
55
Cuadro 19. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
56
Cuadro 20. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno blanco común y con maíz tierno blanco de alta calidad de proteína
(QPM), (n=3).
57
Cuadro 21. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/Kg de
producto seco, humedad 1%) presente en los grano enteros de maíz seco y
tierno, amarillo y blanco, común y QPM, (n=3).
58
Cuadro 22. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de
producto seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones
elaboradas con maíz seco amarillo común y con maíz seco amarillo de alta
calidad de proteína (QPM), (n=3).
60
Cuadro 23. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de
producto seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones
elaboradas con maíz seco blanco común y con maíz seco blanco de alta
calidad de proteína (QPM), (n=3).
61
10
Cuadro 24. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de
producto seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones
elaboradas con maíz tierno amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta
calidad de proteína (QPM), (n=3).
62
Cuadro 25. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de
producto seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones
elaboradas con maíz tierno blanco común y con maíz tierno blanco de alta
calidad de proteína (QPM), (n=3).
63
Cuadro 26. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente
en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco amarillo común y con
maíz seco amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
64
Cuadro 27. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente
en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco blanco común y con
maíz seco blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
65
Cuadro 28. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente
en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno amarillo común y con
maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
66
Cuadro 29. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente
en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno blanco común y con
maíz tierno blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
66
11
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Prevalencia de la deficiencia en la ingesta de proteínas según las
características sociodemográficas.
17
Figura 2. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, según el área.
18
Figura 3. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, según nivel
del SISBEN.
18
Figura 4. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, por
departamento.
19
Figura 5. Estructura química del aminoácido lisina.
23
Figura 6. Estructura química del aminoácido triptófano.
23
Figura 7. Planta del maíz.
26
Figura 8. Estructura del grano de maíz.
27
Figura 9. Fases del proyecto.
36
Figura 10. Preparación de alimentos con maíz seco blanco.
39
Figura 11. Preparación de alimentos con maíz seco amarillo.
40
Figura 12. Preparación de alimentos con maíz tierno blanco o maíz tierno
amarillo.
41
Figura 13. Molienda en molino artesanal de bolas de circonio.
42
Figura 14. Diseño experimental.
45
Figura 15. Correlación de proteína soluble y nitrógeno en muestras de
preparaciones de maíz.
58
12
RESUMEN
Colombia es un país en el que se presenta deficiencia en la ingesta de proteínas, pues la
mayoría de proteína consumida es de origen vegetal y esta no posee la misma calidad
proteica que la animal por su bajo contenido de aminoácidos esenciales como lisina,
triptófano y metionina. El departamento del Cauca, es el segundo departamento con
mayor prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas a nivel nacional;
adicionalmente, cerca del 12% de la ingesta diaria de proteína consumida en el país,
proviene del maíz.
El maíz de alta calidad proteica o maíz QPM, es una variedad de maíz biofortificado,
obtenida por fitomejoramiento convencional, el cual posee un mayor contenido de los
aminoácidos lisina y triptófano si se compara con el maíz común.
En el presente estudio, se investigó si el maíz QPM presentaba mejor calidad proteica que
el maíz común, cuando se utilizó en preparaciones tradicionales del Cauca; para ello se
evaluaron 10 preparaciones, elaboradas de la forma tradicional, empleando maíz QPM ó
maíz común, tierno ó seco, blanco ó amarillo dependiendo de la preparación.
Se realizó la cuantificación del aminoácido triptófano y de la proteína soluble;
adicionalmente, se determinó la digestibilidad “in vitro” de la proteína. Se encontró que 11
alimentos preparados con maíz QPM presentaron mayor concentración de triptófano, 6
presentaron mayor concentración de proteína soluble y 3 mayor digestibilidad “in vitro” de
proteína que los elaborados con maíz común. Mientras que para el maíz común, ninguna
preparación fue mayor en concentración triptófano que su homóloga de maíz QPM y sólo
una fue mayor en proteína soluble y una en digestibilidad “in vitro” de proteína.
13
INTRODUCCIÓN
Velar por la seguridad alimentaria y nutricional, es encontrar la forma de brindar a la
población un adecuado suministro de alimentos tanto en cantidad como en calidad. Según
la encuesta nacional de la situación nutricional en Colombia (ENSIN), el 40,8% de los
hogares colombianos se encontraron con inseguridad alimentaria en el año 20051; en
consecuencia, para contribuir al mejoramiento de la seguridad alimentaria y nutricional, se
han venido desarrollando diferentes cultivos biofortificados, con la intención de ofrecer
una mejor nutrición, empleando la misma cantidad de alimentos, pero con una mayor
calidad de nutrientes.
Entre las variedades de cultivos biofortificados desarrolladas se encuentra el maíz QPM
(Quality Protein Maize), el cual es una variedad mejorada de la variedad opaco 2, que
además de presentar una mejor calidad nutricional, presenta también un buen rendimiento
en el cultivo y la cosecha2.
La variedad QPM, es un maíz que tiene la misma cantidad de proteína que un maíz
común; sin embargo, su balance de aminoácidos es mejor, ya que posee un mayor
contenido de los aminoácidos esenciales lisina y triptófano, razón por la cual es
considerado un maíz de mayor calidad nutricional.
Por tal motivo, esta variedad de maíz, es vista como una posibilidad para brindar una
mejor nutrición; sin embargo, para comprobar este efecto, es necesario conocer qué tan
digerible es la proteína que tiene este maíz, así como cuantificar la cantidad de proteína y
de aminoácido triptófano que son retenidos en el alimento después de la preparación. Por
tanto, con el propósito de encontrar respuesta a estos planteamientos, se realizó este
estudio, con el objetivo de analizar la retención de proteína y de triptófano del maíz QPM,
así como la digestibilidad de la proteína y poder compararlo con una variedad común de
maíz, elaborando para esto preparaciones típicas del departamento del Cauca –
Colombia, los cuales son considerados componentes de la dieta básica.
1
2
INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR, ICBF. Encuesta nacional de la situación
nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano. 2006. p.
323.
VIVEK, B.S. et. al. Mejoramiento de maíz con calidad de proteína (QPM): Protocolos para generar
variedades QPM. México, D.F.: CIMMYT. 2008. p. VII.
14
1. ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO
1.1. PROTEÍNAS
La importancia de la ingesta de proteína en la dieta para el desarrollo del ser, fue
demostrada en los años 1800, por los experimentos nutricionales de Françcois
Magendie3.
Las proteínas son macromoléculas constituidas por largas cadenas de aminoácidos
unidas por enlaces peptídicos, las cuales constituyen el mayor componente de las células
del cuerpo4. Cumplen diversas funciones como: mantenimiento de la estructura corporal
(ej. colágeno), facilitar el movimiento (ej. actina y miosina para la contracción del
músculo), transporte (ej. hemoglobina que transporta oxígeno y los sistemas de transporte
de membranas), metabolismo (ej. enzimas), regulación (ej. factores de crecimiento) y
función inmune (ej. inmunoglobulinas)3; forman parte de enzimas, membranas
transportadoras, moléculas transportadas en la sangre, el cabello, las uñas y el colágeno
entre otros; además, los aminoácidos actúan como precursores de muchas coenzimas,
hormonas, ácidos nucleicos y otras moléculas indispensables para la vida3,4.
Una adecuada ingesta de proteína en la dieta es indispensable para mantener la
integridad y el funcionamiento celular y una buena salud y reproducción4. En la juventud,
la proteína en la dieta no sólo es indispensable para el mantenimiento de las proteínas en
el cuerpo, sino que contribuye al incremento de la masa de proteína asociada con el
crecimiento y, si la proteína dietaria se limita, el crecimiento se ve retardado3.
1.1.1. Aminoácidos. Son moléculas con un centro quiral, lo cual les permite rotar en el
plano de la luz polarizada, pudiendo así encontrarse moléculas levógiras (L) que giran a la
izquierda o dextrógiras (D) que giran a la derecha; en las proteínas, los aminoácidos casi
siempre se encuentran en la forma L5. Entre los L-aminoácidos que tienen importancia a
nivel nutricional se encuentran: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina,
tirosina, triptófano, serina, treonina, cisteína, metionina, prolina, ácido glutámico,
glutamina, ácido aspártico, asparagina, lisina, histidina y arginina. La composición de
estos en las proteínas, puede influenciar la digestibilidad6.
3
4
5
6
STIPANUK, Martha H. Biochemical and physiological aspects of human nutrition. Philadelphia: W.B.
Saunders Company, 2000. p. 212.
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Dietary reference intakes for energy,
carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, cholesterol, protein and amino acids. Washington, D.C.: The
national academies press, 2005. p. 590.
STIPANUK, Martha H. Op. cit., p. 24,25.
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 590, 591.
15
Los aminoácidos se clasifican en dos grupos: aminoácidos esenciales y aminoácidos no
esenciales, siendo los primeros los de mayor importancia, debido a que no pueden ser
sintetizados por el cuerpo y deben ser ingeridos en la dieta. A este grupo pertenecen:
isoleucina, leucina, valina, metionina, fenilalanina, triptófano, treonina y lisina7. Cabe
mencionar que la histidina es considerada esencial en el caso de los bebés, ya que son
los adultos quienes sí pueden sintetizar este aminoácido7.
1.1.2. Requerimientos de proteína. Las proteínas se encuentran en el cuerpo humano
formando parte de muchos órganos, células y sustancias, razón por la cual deben ser
ingeridas en la dieta diaria, de manera que no se produzcan deficiencias que puedan
ocasionar diversas enfermedades8. En los cuadros uno y dos, se muestra el requerimiento
promedio estimado de ingesta de proteína (EAR por sus siglas en inglés), según el
Instituto Colombiano de Bienestar Familiar (ICBF) y el Instituto de Medicina de los
Estados Unidos (IOM: Institute Of Medicine), respectivamente.
Cuadro 1. Requerimiento promedio estimado (EAR*) de proteínas según el ICBF.
Ambos sexos
Hombres
Mujeres
Edad/años
EAR
Edad/años
EAR
Edad/años
EAR
(g/kg/día)
(g/kg/día)
(g/kg/día)
1a3
1,22
14 a 18
1,00
14 a 18
0,98
4a8
1,10
19 a 64
0,91
19 a 64
0,91
* Valor ajustado por digestibilidad de 80 y cómputo aminoacídico de 90 según datos
de la dieta mixta de los países latinoamericanos.
Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Encuesta nacional de la
situación nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano.
2006, p. 239
Cuadro 2. Requerimiento promedio estimado (EAR*) de proteínas según el IOM.
Ambos sexos
Hombres
Mujeres
Edad
EAR
Edad/años
EAR
Edad/años
EAR
(g/kg/día)
(g/kg/día)
(g/kg/día)
7 a 12
1,00
14 a 18
0,73
14 a 18
0,71
1a3
0,87
19 a 30
0,66
19 a 30
0,66
4a8
0,76
31 a 50
0,66
31 a 50
0,66
9 a 13
0,76
51 a 70
0,66
51 a 70
0,66
> 70
0,66
> 70
0,66
Embarazo
0,88
Lactantes
1,05
Fuente: INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Dietary reference intakes
for energy, carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, cholesterol, protein and amino acids. Washington,
D.C.: The national academies press. 2005, p. 629, 631, 632, 644, 655.
7
8
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 593,4.
Ibíd., p. 595.
16
1.1.3. Deficiencia en la ingesta de proteína en Colombia. Las proteínas son un
componente necesario para el funcionamiento de las células y los órganos. Es necesario
ingerir suficiente proteína como energía no proteica (carbohidratos y grasas), para que la
cadena de carbono de los aminoácidos no sean usados como fuente de energía9. La
pérdida de proteína en el cuerpo se ve acompañada de estados de enfermedad como
traumas, cáncer e infecciones9,10. Así mismo, si no hay una adecuada y balanceada
ingesta de aminoácidos, y por ende su uso se puede ver afectado9.
En la figura 1 se observa que según el ICBF11 para el año 2005, en Colombia la
prevalencia de deficiencia en la ingesta usual de proteínas fue del 36%; este valor se
incrementó a partir de los 14 años, edades en las que el porcentaje de riesgo alcanzó
43,1% en los hombres y 50,1% en las mujeres11.
Figura 1. Prevalencia de la deficiencia en la ingesta de proteínas según las
características sociodemográficas.
Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Encuesta nacional de la situación
nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano. 2006, p. 245.
En la figura 2 se puede ver que según el área donde se encuentran ubicados los
individuos, la proporción en riesgo de deficiencia en la ingesta de proteínas, fue mayor
para el área rural, con un valor de 48,5%11.
9
10
11
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. Cit., p. 608, 609.
STIPANUK, Martha H. Op. Cit., p. 212.
INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Op. Cit., p. 245.
17
Figura 2. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, según el área.
Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Encuesta nacional de la situación
nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano. 2006, p. 265.
En la figura 3, se observa que de acuerdo al estrato socioeconómico o nivel del SISBEN
la prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, fue mayor para el nivel uno con
un valor de 49.7%12.
Figura 3. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, según el estrato
socioeconómico.
Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Encuesta nacional de la situación
nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano. 2006, p. 245.
Las regiones Atlántica y Pacífica fueron las más afectadas; en estas, la proporción de
individuos en riesgo de ingesta inadecuada de proteínas fue del 44,2% y 43,5%,
respectivamente12. Los departamentos en los que se encontró mayor prevalencia de
deficiencia en la ingesta de proteínas fueron Vaupés con 65,3%, Cauca con 58,4% y
Chocó con 57,1% (Figura 4)12.
18
Figura 4. Prevalencia de deficiencia en la ingesta de proteínas, por departamento.
Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Encuesta nacional de la situación
nutricional en Colombia, 2005. Bogotá: Oficina de comunicaciones y atención al ciudadano. 2006, p. 265.
1.1.4. Calidad de las proteínas. Las diferentes fuentes de proteína, varían ampliamente
en su composición química, así como también en su valor nutricional13. La calidad de la
proteína depende tanto de la proporción de aminoácidos indispensables que contiene en
relación a los requerimientos humanos, como de la biodisponibilidad de los mismos,
término que se refiere a la capacidad para incorporar los aminoácidos de la dieta a las
estructuras corporales y que puede verse afectada tanto por una mala digestión como por
una absorción incompleta14. La mejor calidad se obtiene cuando hay presencia de todos
los aminoácidos esenciales13.
Entre los factores que determinan la calidad de la proteína se encuentran la digestibilidad
de la proteína, la disponibilidad de los aminoácidos y el patrón de aminoácidos15.
Digestibilidad de la proteína: se refiere a la parte de la proteína que es digerida y que
contribuye a satisfacer las necesidades o requerimientos de proteína diaria15.
Disponibilidad de aminoácidos: se usa para describir la integridad química de un
aminoácido16, la cual se puede ver afectada después del procesamiento para el
consumo17.
12
13
14
15
16
17
INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR (ICBF). Op. Cit., p. 245.
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 682.
BADUI DERGAL, Salvador. Química de los alimentos. Ed. 4. Edo. De México: Pearson Educación de
México S.A. de C.V., 2006. p. 205.
STIPANUK, Martha H. Op. cit., p. 292.
Ibíd., p. 293.
FUFA, H. et al. Assessment of protein nutritional quality and effects of traditional processes: A
comparison between Ethiopian quality protein maize and five Ethiopian adapted normal maize
cultivars. En: Nahrung/Food. 2003, vol. 47, no. 4, p. 269-73.
19
Durante el procesamiento de los alimentos, puede haber pérdida en la disponibilidad de
lisina debido a los tratamientos térmicos en presencia de azúcares reductores, proceso
también conocido como reacción de Maillard; así mismo, cuando una proteína es
expuesta a tratamientos severos con soluciones alcalinas, los residuos de lisina y cisteína
pueden reaccionar juntos para dar lugar a la formación de lisinoalanina, que puede ser
tóxica y por tanto disminuye su disponibilidad18. Adicionalmente el valor nutritivo en el
maíz, también puede ser afectado por la estructura física del grano, la genética, los
factores ambientales y otros eslabones en la cadena alimenticia19.
Patrón de aminoácidos: que es el mayor factor más importante para determinar la
calidad de una proteína; generalmente, cuan más cercano esté de satisfacer las
necesidades o requerimientos diarios de la persona, mejor es la calidad de la proteína20.
El valor biológico, que se puede determinar por el aminoácido esencial presente en menor
concentración con relación a los requerimientos, es el aminoácido limitante20. Numerosos
estudios han demostrado, dependiendo de la fuente y la preparación, que se puede
necesitar más proteína de soya para mantener el balance de nitrógeno cuando se
compara con proteína de clara de huevo, y que la deficiencia puede ser eliminada por la
adición de metionina en la dieta de soya21; esto indica que el sulfo-aminoácido metionina
puede ser limitante en la soya. Similarmente el aminoácido limitante en el trigo es la
lisina21, y para el maíz los aminoácidos esenciales limitantes son la lisina y el triptófano,
encontrándose bajas cantidades tanto en el germen como en el endospermo19.
El concepto de aminoácido limitante, ha permitido la práctica del tanteo de aminoácidos o
tanteo químico, donde la composición de aminoácidos de una fuente específica de
aminoácidos es comparada con un perfil de referencia de composición de aminoácidos de
buena calidad como por ejemplo el huevo, que se considera que tiene una proteína de
buena calidad por su balance de aminoácidos relacionado con las necesidades
humanas21.
1.1.5. Evaluación de la calidad de proteínas. Constituye un factor esencial para
determinar el valor nutricional y comercial22. No todas las proteínas son iguales, ya que se
18
19
20
21
22
SHILS, Maurice E. et al. Modern Nutrition in Health and Disease. Ed. 10. Estados Unidos: Lippincott
Williams & Wilkins. 2006. p. 57.
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S03.htm>. [Consultado noviembre 12 de 2010]
STIPANUK, Martha H. Op. cit., p. 293.
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 685.
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. Food, nutrition and agriculture: 2/3 Nutrient requirements: Recent developments in protein
quality evaluation. [En línea]. 1991. <http://www.fao.org/docrep/U5900T/u5900t07.htm#novedades%20en%20la%20evaluaci%F3n%20de%20la%20calidad%20de%20las%20prote%EDnas>.
[Consultado Junio 18 de 2008].
20
diferencian por su origen, composición de aminoácidos, su contenido de aminoácidos
esenciales, digestibilidad, textura, entre otros23.
La calidad de las proteínas se basa en que estas sean digeribles y contengan los
aminoácidos esenciales en cantidades correspondientes a los requerimientos humanos,
ya que estos necesitan una cantidad mínima, que proceda de fuentes biológicamente
disponibles23; las cantidades requeridas varían con la edad, las condiciones psicológicas y
el estado de salud23.
La medición más exacta de la calidad de la proteína para uso humano, se obtiene
mediante estudios clínicos realizados en sujetos, en los cuales se realiza la determinación
del crecimiento o de la retención del nitrógeno, en función del consumo de proteína; las
ratas son los animales experimentales más utilizados. Los métodos pueden ser: químicos,
que miden el contenido de aminoácidos indispensables y lo comparan con los patrones de
referencia establecidos por instituciones internacionales, enzimáticos, que estiman la
digestibilidad de la proteína mediante la acción de proteasas, y microbiológicos, que
evalúan el crecimiento de los microorganismos, cuyos requerimientos de aminoácidos
indispensables son similares a los del ser humano24.
Estudios clínicos en humanos, que miden el crecimiento y otros indicadores metabólicos,
proveen la evaluación más precisa de la calidad de la proteína. Por razones éticas y de
costo, tales técnicas no pueden ser usadas, en consecuencia, se han elaborado y
utilizado diversas técnicas de ensayo que se basan sobre todo en la medición de la
eficacia de la proteína para estimular el crecimiento de los animales23.
La técnica del coeficiente de eficiencia de la proteína (PER por sus siglas en ingles:
Protein Efficiency Ratio), es probablemente la que se aplica de modo más generalizado23.
Sin embargo, después de haber sido empleada durante decenios, se reconoció que este
método reflejaba los requerimientos de aminoácidos de ratas jóvenes en crecimiento, no
de seres humanos (Cuadro 3), sobreestimando así el valor de algunas proteínas animales
y subestimando el de otras proteínas vegetales23.
Se vio entonces la necesidad de elaborar un procedimiento más exacto para evaluar la
calidad de las proteínas; después de varios años de investigación se llegó a la conclusión
de que el procedimiento del cómputo de aminoácidos corregido en función de la
23
24
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. Food, nutrition and agriculture: 2/3 Nutrient requirements: Recent developments in protein
quality evaluation. [En línea]. 1991. <http://www.fao.org/docrep/U5900T/u5900t07.htm#novedades%20en%20la%20evaluaci%F3n%20de%20la%20calidad%20de%20las%20prote%EDnas>.
[Consultado Junio 18 de 2008].
BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 206.
21
digestibilidad de las proteínas (PDCAAS por sus siglas en inglés) era el método más
conveniente para evaluar la calidad de las proteínas en los productos proteínicos
vegetales.25
Cuadro 3. Necesidades de aminoácidos en niños de 2 a 5 años y ratas de
laboratorio.
Niños (2-5 años)
Ratas de laboratorio
Aminoácidos
a
esenciales
(mg/g proteína) (mg/g N)
(mg/g proteína) (mg/g N)a
Arginina
50
312,5
Histidina
19
118,75
25
156,25
Isoleucina
28
175
42
262,5
Leucina
66
412,5
62
387,5
Lisina
58
362,5
58
362,5
Metionina y cisteína
25
156,25
50
315,0
Fenialanina y tirosina
63
393,75
66
412,5
Treonina
34
212,5
42
262,5
Triptófano
11
68,75
12,5
78,125
Valina
35
218,75
50
312,5
a
factor de conversión a proteína 6,25
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN, FAO.
Food, nutrition and agriculture: 2/3 Nutrient requirements: Recent developments in protein quality
evaluation. [En línea]. 1991. <http://www.fao.org/docrep/U5900T/u5900t07.htm#novedades%20en%20la%20evaluaci%F3n%20de%20la%20calidad%20de%20las%20prote%EDnas>. [Consultado Junio 18
de 2008].
El método PDCAAS se basa en la puntuación de aminoácidos, en el cual se compara el
perfil de aminoácidos del alimento proteico analizado, con el patrón de requisitos de
aminoácidos establecido por la FAO/OMS para niños de dos a cinco años de edad. Este
patrón se utiliza en niños de edades comprendidas de dos a cinco años, ya que ellos
superan los patrones de requisitos de los aminoácidos de los niños de mayor edad y de
los adultos. El aminoácido con valor límite es empleado para establecer la puntuación de
aminoácidos no corregida, y al multiplicar dicha cifra por la digestibilidad del alimento, se
25
obtiene el PDCAAS.
1.1.6. Lisina. Es un aminoácido indispensable o esencial en los humanos26, es decir, que
no es sintetizado por las células humanas, y por tanto debe ingerirse con la dieta (Figura
5)27.
25
26
27
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. Food, nutrition and agriculture: 2/3 Nutrient requirements: Recent developments in protein
quality evaluation. [En línea]. 1991. <http://www.fao.org/docrep/U5900T/u5900t07.htm#novedades%20en%20la%20evaluaci%F3n%20de%20la%20calidad%20de%20las%20prote%EDnas>.
[Consultado Junio 18 de 2008].
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 723.
STIPANUK, Martha H. Op. cit., p. 293.
22
Figura 5. Estructura química del aminoácido lisina.
Fuente: INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Dietary reference intakes for energy,
carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, cholesterol, protein and amino acids. Washington, D.C.: The national
academies press, 2005. p. 591.
Es un elemento necesario para la construcción de todas las proteínas del organismo.
Entre sus funciones tenemos desempeñar un papel central en la absorción del calcio, en
la construcción de las proteínas musculares, en la recuperación de las intervenciones
quirúrgicas o de las lesiones deportivas y, en la producción de hormonas, enzimas y
anticuerpos28. Junto con la metionina, es importante para sintetizar la carnitina que es
requerida para el transporte de las largas cadenas de ácidos grasos28. Una ingesta de
altos niveles de lisina interfiere con el metabolismo de la proteína dietaria y compite con el
transporte de arginina29.
Las proteínas de la carne, el huevo y la leche, contienen de un 7-9% de lisina, mientras
que las proteínas de los cereales, principalmente las prolaminas contienen entre 2 y 4%.
La lisina es un factor limitante del valor biológico de muchas proteínas vegetales y
además durante los procesos tecnológicos, hay gran pérdida de este aminoácido debido a
que es muy reactivo por su grupo ε-amino30.
1.1.7. Triptófano. Es un aminoácido esencial que se utiliza como precursor de muchas
moléculas de significancia funcional como son la niacina o vitamina B3 y la serotonina, uno
de los neurotransmisores más importantes del sistema nervioso (Figura 6)31. Las
proteínas animales lo contienen en cantidades relativamente pequeñas (1-2%), siendo
todavía menores en las proteínas de cereales (alrededor del 1%)32.
Figura 6. Estructura química del aminoácido triptófano.
Fuente: INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Dietary reference intakes for energy,
carbohydrate, fiber, fat, fatty acids, cholesterol, protein and amino acids. Washington, D.C.: The national
academies press, 2005. p. 591.
28
29
30
31
32
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 723.
Ibíd., p. 724.
BELITZ, Hans Dieter y GROSCH, Werner. Química de los alimentos. Ed. 2. Zaragoza: Editorial
Acribia, S. A., 1997. p.15.
INSTITUTE OF MEDICINE OF THE NATIONAL ACADEMIES. Op. cit., p. 731.
BELITZ, Hans Dieter y GROSCH, Werner. Op. cit., p.16.
23
1.1.8. Proteína vegetal. Las proteínas vegetales constituyen una fuente de nutrimentos
e ingredientes funcionales de interés por su variedad, disponibilidad y costo, explotándose
tanto las propiedades funcionales como los beneficios nutricionales de cada grupo de
proteínas. Las proteínas vegetales se obtienen principalmente de leguminosas, cereales,
oleaginosas y en baja proporción de hojas verdes33.
La función biológica de las principales proteínas vegetales que se explotan
comercialmente, es la de formar parte del endospermo de la semilla, a la que nutren
durante la germinación y desarrollo, procesos durante los que se modifican los niveles de
las diferentes proteínas. El grupo proteínico mayoritario varía de acuerdo al grupo de
plantas del que se trate, en el caso de los cereales, dominan las glutelinas33.
Los ingredientes vegetales ocupan un lugar importante en la dieta de la población menos
favorecida en términos económicos, y por otro lado entre quienes por diferentes razones
(filosóficas, religiosas, económicas, visión de salud) optan por regímenes alimentarios
libres de productos animales33.
1.1.9. Proteína Soluble. La solubilidad de una proteína es la manifestación
termodinámica del equilibrio entre las interacciones proteína-proteína y solvente-proteína,
que a su vez dependen de la hidrofobicidad y naturaleza iónica de las mismas34.
Las interacciones hidrofóbicas promueven las interacciones proteína-proteína que inciden
en una disminución de la solubilidad, mientras que las interacciones iónicas promueven la
relación proteína-agua que provoca un aumento en la solubilidad34.
Clasificación de las proteínas con base en su solubilidad.
Las proteínas se clasifican en cuatro categorías según su solubilidad: albúminas,
globulinas, glutelinas y prolaminas34.
Albúminas: son las que se solubilizan en agua a pH 6,6, como la albúmina sérica,
ovoalbúmina y α-lactoalbúmina34.
Globulinas: son proteínas solubles en soluciones salinas diluidas a pH 7,0 (glicina,
faseolina y β-lactoglobulina34. Las globulinas vegetales poseen casi todas carácter ácido,
pero por calentamiento, coagulan más difícilmente que las globulinas animales y poseen
33
34
BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 222.
Ibíd., p. 191, 192.
24
una mayor tendencia a la cristalización; a estas pertenecen las proteínas de reserva de
las semillas vegetales35.
Glutelinas: son las proteínas solubles en soluciones ácidas a pH 2,0 y alcalinas pH 12,0
como las glutelinas de trigo36.
Prolaminas: son las proteínas solubles en etanol al 70%36. Estas proteínas son ricas en
acido glutámico (~35%) y prolina (hasta un 13%); sin embargo, contienen poca arginina e
histidina y nada de lisina. Las prolaminas más importantes son la gliadina del trigo y del
centeno, la zeína del maíz y la hordenina de la cebada37.
Las prolaminas y glutelinas forman el componente albuminoide principal de los granos o
de la harina de cereal. Las primeras, –a diferencia de las restantes proteínas–, se pueden
extraer de la harina con alcohol al 80%, pero son insolubles en alcohol puro o en agua.
Las glutelinas se disuelven sólo en álcali diluido37.
La presencia simultánea de gliadina y glutelina en la harina del trigo y del centeno es la
condición necesaria para que una harina se pueda amasar adecuadamente. Ambas
proteínas forman juntas la masa aglutinante. Las glutelinas contienen lisina y triptófano y
complementan así a las prolaminas37.
Muchas proteínas son solubles a pH alcalino (8-9), al que normalmente se lleva a cabo la
extracción de proteínas vegetales36.
La proteína soluble es un término muy empleado en la nutrición animal, en especial en
rumiantes, e indica el porcentaje de proteína bruta que instantáneamente se degrada en
el rumen38. La solubilidad de la proteína con hidróxido de potasio es utilizada como
indicador de la calidad del procesado de la soja. Cuando el poroto está "crudo", la
solubilidad de la proteína es del 100% y va disminuyendo a medida que la temperatura
aumenta. Mediante esta prueba analítica se consideran insuficientemente procesadas las
harinas cuyos valores de solubilidad son superiores al 85% y las dañadas por calor,
aquellas cuya solubilidad es inferior al 75%39.
35
36
37
38
39
HANS, Beyer Y WOLFGANG, Walter. Manual de química orgánica. Barcelona: Editorial Reverté S.A.
1987. p. 910, 911.
BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 191, 192.
HANS, Beyer Y WOLFGANG, Walter. Op. cit., p. 910, 911.
GALLARDO, Miriam. Concentrados y subproductos para la alimentación de rumiantes. [En línea].
<http://prodanimal.fagro.edu.uy/cursos/NUTRICION/TEORICOS/Tema%202.%20Material%20de%20l
ectura.%20Concentrados%20y%20subproductos.pdf>. [Consultado diciembre 2 de 2010].
________. Soja: Harinas de Extracción para la Alimentación del Ganado. [En línea].
<http://www.econoagro.com/verArticulo.php?contenidoID=925>. [Consultado diciembre 2 de 2010].
25
1.2. MAÍZ
El maíz (figura 7), de nombre científico Zea mays, pertenece a la familia de las gramíneas;
es uno de los cereales más importantes del mundo. El cultivo del maíz tuvo su origen, con
toda probabilidad, en América Central, especialmente en México, desde donde se difundió
hasta el norte de Canadá y hacia el sur hasta la Argentina. A finales del siglo XV, tras el
descubrimiento del continente americano por Cristóbal Colón, el grano fue introducido en
Europa a través de España40.
Figura 7. Planta del maíz.
Fuente: DERAS, Héctor. Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal, CENTA. EL Salvador. 2009.
Suministrada por Proyecto AgroSalud, CIAT, Palmira – Colombia.
1.2.1. Botánica. La planta de maíz es de porte robusto, de fácil desarrollo y de
producción anual41; entre sus características botánicas tenemos:
Tallo: es simple, erecto, de elevada longitud, pudiendo alcanzar los 4 m de altura, es
robusto y sin ramificaciones. Por su aspecto, recuerda al de una caña y no presenta
entrenudos41.
Hojas: son largas, de gran tamaño, lanceoladas, alternas y paralelinervias. Se encuentran
abrazadas al tallo y por el haz, presenta vellosidades. Los extremos de las hojas son muy
afilados y cortantes41.
Inflorescencia: el maíz presenta inflorescencia monoica, teniendo sus inflorescencias
masculinas y femeninas separadas dentro de la misma planta. En cuanto a la
inflorescencia masculina presenta una panícula (vulgarmente denominadas espigón o
penacho) de coloración amarilla, que posee una cantidad muy elevada de polen en el
orden de 20 a 25 millones de granos de polen. En cada florecilla que compone la
40
41
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S02.htm#Capitulo 1 Introducción>. [Consultado noviembre 12 de 2010]
INFOAGRO. El cultivo del maíz. [En línea]. [1999]. <http://www.infoagro.com/herbaceos/cereales/maiz.htm> [Septiembre 16 de 2009].
26
panícula, se presentan tres estambres donde se desarrolla el polen42. La inflorescencia
femenina denominada espiga o mazorca, es la estructura donde se desarrolla el grano, en
un número variable de hileras (12 a 16), produciendo de 300 a 1000 granos, que pesan
entre 190 y 300 g por cada 1000 granos43.
El grano de maíz en botánica se denomina cariópside; cada grano contiene el
revestimiento de la semilla o cubierta seminal y la semilla como se observa en la figura 8,
en la cual también se muestran las cuatro estructuras físicas fundamentales del grano: el
pericarpio, cáscara o salvado, el endospermo y el germen o embrión43. El maíz es a
menudo de color blanco o amarillo, aunque también hay variedades de color negro, rojo y
jaspeado. Hay varios tipos de grano, que se distinguen por las diferencias de los
compuestos químicos depositados o almacenados en él43.
Figura 8. Estructura del grano de maíz.
Fuente: ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. El maíz en la nutrición humana. Roma. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S00.GIF>. [Consultado noviembre 12 de 2010].
Raíces: son fasciculadas y su misión es la de aportar un perfecto anclaje a la planta. En
algunos casos sobresalen unos nudos de las raíces a nivel del suelo y suele ocurrir en
aquellas raíces secundarias o adventicias42.
42
43
INFOAGRO. El cultivo del maíz. [En línea]. [1999]. <http://www.infoagro.com/herbaceos/cereales/maiz.htm> [Septiembre 16 de 2009].
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S02.htm#Capitulo 1 Introducción>. [Consultado noviembre 12 de 2010].
27
1.2.2. Exigencias edafoclimáticas. Como toda planta, el maíz presenta ciertos
requerimientos en clima, pluviometría, riegos y suelo44.
Exigencia de clima: requiere una temperatura de 25 a 30ºC, bastante incidencia de luz
solar y en climas húmedos su rendimiento es más bajo. Para que se produzca la
germinación en la semilla, la temperatura debe situarse entre los 15 a 20ºC. El maíz llega
a soportar temperaturas mínimas de hasta 8ºC y a partir de los 30ºC pueden aparecer
problemas serios debido a la mala absorción de nutrientes minerales y agua. Para la
fructificación se requieren temperaturas de 20 a 32ºC44.
Pluviometría: las aguas en forma de lluvia son muy necesarias en periodos de
crecimiento, en un contenido de 40 a 65 cm4244.
Riegos: el maíz es un cultivo exigente en agua en el orden de unos 5 mm al día.
Las necesidades hídricas varían a lo largo del cultivo; se requiere menos cantidad de
agua cuando las plantas comienzan a nacer pero es necesario mantener una humedad
constante. En la fase del crecimiento vegetativo, se requiere más cantidad de agua y se
recomienda dar un riego unos 10 a 15 días antes de la floración. Durante la fase de
floración, que es el periodo más crítico, va a depender la cantidad de producción obtenida,
por lo que se aconsejan riegos que mantengan la humedad y permitan una eficaz
polinización y cuajado. Por último, para el engrosamiento y maduración de la mazorca, se
debe disminuir la cantidad de agua aplicada44.
Exigencias en suelo: el maíz se adapta muy bien a todo tipo de suelo, en especial a los
de pH entre 6 y 7. También requiere suelos profundos, ricos en materia orgánica, con
buena circulación del drenaje para no producir encharques que originen asfixia radicular44.
1.2.3. Importancia del maíz en la nutrición humana. El maíz es uno de los cereales
más importantes del mundo y suministra elementos nutritivos a los seres humanos y a los
animales45; según la ENSIN en el 2005, 6,2% de los individuos en Colombia consumían
maíz en un promedio de 87,5 g/individuo/día46. El maíz se consume en diferentes
preparaciones como tortillas, tamales, atole47, arepas, sopas, entre otros; es una materia
prima básica en la industria de transformación, con la que se producen almidones, aceites
y proteínas, bebidas alcohólicas, edulcorantes y, recientemente, combustible45.
44
45
46
47
INFOAGRO. el cultivo del maíz. [En línea]. [1999]. <http://www.infoagro.com/herbaceos/cereales/maiz.htm> [Septiembre 16 de 2009].
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S02.htm#Capitulo 1 Introducción>. [Consultado noviembre 12 de 2010].
INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR, ICBF. Op. cit., p. 303.
BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 226.
28
1.2.3.1. Proteínas del maíz. El maíz es un alimento pobre en cuanto a cantidad y
calidad de proteína (Cuadro 4), esto lo hace incapaz de satisfacer las necesidades diarias
de proteína, en especial de los grupos vulnerables a la malnutrición48. Contiene
aproximadamente 9,5% de proteína, una cantidad baja si se compara con las semillas de
legumbres como el fríjol (23%), soya (38%) o la oleaginosa maní (26%)48. Sin embargo, su
más seria limitación, como se observa en el cuadro 5, consiste en la baja cantidad de dos
aminoácidos esenciales: lisina y triptófano48.
Cuadro 4. Composición química proximal de las partes principales de los granos de
maíz (%).
Componente químico
Proteínas
Extracto etéreo
Fibra cruda
Cenizas
Almidón
Azúcar
Pericarpio
3,7
1,0
86,7
0,8
7,3
0,34
Endospermo
8,0
0,8
2,7
0,3
87,6
0,62
Germen
18,4
33,2
8,8
10,5
8,3
10,8
Fuente. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y
LA ALIMENTACIÓN, FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993.
<http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S03.htm#Capitulo 2 Composición química y
valor nutritivo del maíz>. [Consultado noviembre 12 de 2010].
Cuadro 5. Contenido de aminoácidos esenciales de las proteínas del germen y el
endospermo del maíz.
Aminoácido
Triptófano
Treonina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Total azufrados
Fenilalanina
Tirosina
Valina
a
1,26 % de N
b
2,32 % de N
a
Endospermo
%
mg/g N
48
38
315
249
365
289
1 024
810
228
180
249
197
359
284
483
382
403
319
b
Germen
%
mg/g N
144
62
622
268
578
249
1 030
444
791
341
362
156
483
208
343
148
789
340
Modelo FAO/OMS
mg/g N
60
250
250
440
340
220
380
380
310
Fuente: ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA
ALIMENTACIÓN, FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S04.htm#CUADRO 6>. [Consultado noviembre 12 de 2010].
48
PANEL ON QUALITY PROTEIN MAIZE. Quality Protein Maize. Washington, D.C.: National academy
press, 1998.
29
1.2.4. El maíz en el Departamento Del Cauca. Una de las características de una región
es precisamente su alimentación y en ellas se reflejan aspectos tan variados como: sus
cultivos, sus hábitos alimenticios y en general, parte de la cultura de la región49. En el
Cauca, durante el periodo de la conquista, la cocina española se enriqueció con las
costumbres Indígenas, que consumían el maíz, el arroz, la papa o patata, el pavo, el
conejo, el cuy, el pimentón, el chocolate, agua de panela y miel de abejas, entre otros50.
En la parte central del Cauca, se pueden destacar una gran variedad de comidas típicas,
entre ellas muchas elaboradas con maíz, como son las empanadas de pipián, la
carantanta49, la chuya o mazamorra, la cauncha51, la sopa de tortilla, los envueltos de
maíz y bebidas como el champús y la aloja, entre otros52.
Para el año 2005, la Unesco designó a la ciudad de Popayán, capital del departamento
del Cauca, como la primera ciudad de la gastronomía, por su variedad y significado para
el patrimonio intangible de los colombianos. La cocina caucana fue seleccionada por
mantener sus métodos tradicionales de preparación a través de la tradición oral, entre las
cuales se pueden destacar diferentes preparaciones a partir del maíz53.
1.2.5. Maíz biofortificado. Cerca de 1963, Mertz, Bates y Nelson, tres científicos de la
Universidad de Purdue, encontraron una variedad de maíz que tenía cerca del doble de
los niveles de lisina y triptófano sí se comparaba con el maíz común. Lo llamaron: maíz
opaco 2. Normalmente, el maíz contiene cuatro clases de proteína: globulina, albúmina,
prolamina (zeína) y glutelina54. La zeína es una proteína de pobre calidad y constituye
más de la mitad del contenido de proteína del maíz común54. El gen opaco 2 disminuye el
contenido de zeína en el grano hasta en un 50% y aumenta los niveles de lisina y
triptófano54.
49
50
51
52
53
54
CAUCA MULTICULTURAL. Gastronomía en el Departamento del Cauca: la delicia de las comidas
típicas. [En Línea]. [Actualizado Junio, 22 de 2006]. <http://caucadiverso.blogspot.com/2006/06/gastronoma-en-el-departamentodel.html>. [Consultado Julio 5 de 2009].
TOBAR, Oscar. Gastronomía popular de Popayán. [En Línea]. [Actualizado Abril 5 de 2009]
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BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 226.
QUIROGA SÁNCHEZ, Christian. Cauca es cultura y naturaleza. [En línea]. elespectador.com.
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CULTURA, UNESCO. Popayán, Colombia se convierte en la primera ciudad de la gastronomía de la
UNESCO. [En línea]. [Actualizado Agosto 28 de 2005]. <http://portal.-unesco.org/culture/es/ev.phpURL_ID=28229&URL_D-O=DO_PRINTP>. [Consultado Julio 5 de 2009].
PANEL ON QUALITY PROTEIN MAIZE. Quality Protein Maize. Washington, D.C.: National academy
press, 1998.
30
Esta variedad de maíz, tenía muchas perspectivas y se empezó a cultivar en muchos
lugares, sin embargo, no tenía las características comunes en muchas regiones; su
mazorca era pequeña, la cosecha rendía entre 8 y 15% menos que el maíz común, era
susceptible a hongos e insectos tanto en campo como en almacenamiento y el secado era
más lento, razones por las cuales el maíz opaco 2, dejó de cultivarse55. Cerca a Ciudad
de México, en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), se
siguió investigando al maíz opaco 2 y a través de fitomejoramiento convencional, lograron
obtener un maíz con la misma calidad nutricional del maíz opaco 2, pero con las
características propias de un grano de maíz común; este maíz biofortificado fue llamado
maíz de alta calidad proteínica o maíz QPM según sus siglas en inglés: Quality Protein
Maize55. En comparación con el maíz opaco 2, el maíz QPM presentaba las siguientes
características: buen rendimiento en el cultivo, grano brillante y transparente como las
variedades comunes, aumentó su densidad, su humedad fue menor y el tiempo de
secado fue similar al del maíz común, lo que lo ha hecho más resistente a enfermedades
fúngicas; además, el daño en el almacenamiento, prácticamente fue eliminado55.
Nutricionalmente, el maíz QPM se puede considerar como una buena fuente de proteína,
debido a su alto contenido de lisina y triptófano, en comparación con el maíz común55; los
niveles de lisina en el maíz común y QPM están en promedio entre 2,0% y 4,0% de la
proteína total de la harina del grano entero respectivamente56. Los niveles de lisina y
triptófano están altamente correlacionados56. En el cuadro 6 se pueden observar los
niveles de lisina y triptófano como un porcentaje de la proteína total en la harina del grano
entero del maíz común y QPM, y el modelo de requerimientos para niños de la FAO56.
Cuadro 6. Niveles de lisina y triptófano como un porcentaje de la proteína total en la
harina del grano entero del maíz común, QPM, y modelo de requerimientos para
niños de la FAO.
Parámetro
Lisina
Triptófano
Maíz común
(%)
Maíz QPM
(%)
Requerimientos FAO
Niños 2-5 años (%)
1,6 – 2,6
0,2 – 0,5
2,7 – 4,5
0,5 – 1,1
5,8
1,1
Fuente. KRIVANEK, Alan F; et al. Breeding and disseminating quality protein maize
(QPM) for Africa. African Journal of Biotechnology. 2007, vol. 6, no. 4, p. 312-24.
Disponible desde internet: <http://www.academicjournals.org/AJB>.
55
56
PANEL ON QUALITY PROTEIN MAIZE. Quality Protein Maize. Washington, D.C.: National academy
press, 1998.
KRIVANEK, Alan F; et al. Breeding and disseminating quality protein maize (QPM) for Africa. African
Journal of Biotechnology. 2007, vol. 6, no. 4, p. 312-24. Disponible desde internet: <http://www.academicjournals.org/AJB>.
31
1.2.5.1. Experiencias en nutrición, relacionadas con el uso del maíz biofortificado.
Numerosos estudios, muestran que la calidad nutricional del maíz QPM es superior a la
del maíz común, por lo que se recomienda su consumo57.
Ortega, et al.57, realizaron un estudio en el año 2005 con niños de uno a cinco años de
edad, considerados desnutridos para dos o más indicadores (peso/edad, talla/edad y
peso/talla), y encontraron resultados positivos en los niños que consumieron maíz QPM,
observándose diferencias en cuanto a ganancia de peso y talla y cambios positivos en los
indicadores antropométricos, con excepción del indicador peso/talla; además, presentaron
menor frecuencia de infecciones respiratorias y diarreicas agudas.
Algo similar ocurrió en un estudio realizado por Morales en 200258, donde se evaluaron
los efectos del consumo de maíz de alta calidad proteínica en niñ@s de familias indígenas
de las regiones Mazateca y Mixe del Estado de Oaxaca - México.
Para el estudio, se tuvieron dos grupos de niños con algún grado de desnutrición, a uno
de estos se les suministró maíz común y al otro maíz de alta calidad proteínica. En los dos
tratamientos se presentaron recuperaciones del grado común de nutrición en diferente
magnitud, como se observa en el cuadro 7. El tratamiento del maíz de alta calidad
proteínica, permitió la recuperación de diez niñ@s más que en el tratamiento común, en
condiciones de consumo suficiente con preparaciones a base de maíz.
Cuadro 7. Condición de nutrición antes y después de los tratamientos.
Maíz común
Maíz de alta calidad proteínica
Nutrición
Antes
Después
Antes
Después
(Individuos) (Individuos) (Individuos)
(Individuos)
Desnutridos
32
28
35
21
Común
0
4
0
14
Total
32
32
35
35
Fuente. MORALES, Mariano. Efecto del consumo de maíz de alta calidad proteínica en niñ@s de
familias indígenas de las regiones Mazateca y Mixe del estado de Oaxaca: una estrategia
agronómica de desarrollo entre campesinos que practican agricultura de subsistencia (tesis).
2002. México: Colegio de Postgraduados. Instituto de enseñanza e investigación en ciencias
agrícolas.
57
58
ORTEGA, Evelin, et al., Efectos de la ingesta de maíz de alta calidad de proteína (QPM) versus maíz
convencional en el crecimiento y la morbilidad de niños nicaragüenses desnutridos de 1 a 5 años de
edad. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 2008, vol. 58, no. 4, p. 377-85.
MORALES, Mariano. Efecto del consumo de maíz de alta calidad proteínica en niño(a)s de familias
indígenas de las regiones Mazateca y Mixe del estado de Oaxaca: una estrategia agronómica de
desarrollo entre campesinos que practican agricultura de subsistencia (tesis). 2002. México: Colegio
de Postgraduados. Instituto de enseñanza e investigación en ciencias agrícolas.
32
Gunaratna en 200759, realizó un estudio en el que se demostró que el consumo de maíz
QPM comparado con el consumo de maíz convencional, permite un incremento del 8 y
9% en la tasa de crecimiento en talla y peso respectivamente, en infantes y niños que
apenas empiezan a caminar, con algún grado de desnutrición, para quienes el maíz es
una parte significativa de la dieta.
El maíz QPM se emplea para elaborar las mismas recetas que el maíz común, teniendo
un tiempo de cocción similar60. Se puede elaborar pan, galletas, bizcochos y tortillas entre
otros. Así mismo, este maíz se puede emplear en la elaboración de productos alimenticios
comerciales60.
Ahenkora K. et al. en 199961, determinaron la aceptabilidad en el consumo de maíz QPM
tropical de Ghana en tres comidas típicas (tuo zafi, ga kenkey y fante kenkey). Elaboraron
tres recetas con maíces biofortificados, en comparación con maíces comunes de la zona;
evaluaron consistencia, sabor, apariencia y aceptabilidad global. Usaron una escala
hedónica con puntajes de uno a siete, donde siete era el más alto (gusta mucho) y uno el
más bajo (definitivamente no gusta). Ellos encontraron que las variedades QPM tropicales
ghaneses tienen aceptabilidad en dos de las tres comidas tradicionales estudiadas: en la
primera receta hubo preferencia por las elaboradas con maíces biofortificados, en la
segunda no hubo diferencias entre maíces biofortificados y de la zona, y para la tercera,
había diferencia pero no era tan notoria (Cuadro 8).
Cuadro 8. Promedio del puntaje de la evaluación sensorial para tres comidas
ghaneses.
Aceptabilidad global
Tuo zafi
Ga kenkey
Fante kenkey
ab
b
Mamaba
5,87
5,60ª
6,20ª
c
Dadaba
6,21ª
5,47ª
4,87
c
CIDA-ba
6,14ª
5,48ª
5,13
c
Obatanpa
5,50
5,60ª
6,47ª
c
Dodzi
5,36b
5,67ª
6,39ª
c
bc
Local
4,93
6,07ª
5,53
a-c
e
Letras diferentes en la misma columna significa
Abierto – polinizado QPM
f
que existen diferencias significativas (p<0,05)
Variedad mejorada común
d
g
Híbridos QPM
Variedad no mejorada común
Variedad
Fuente. AHENKORA, Kwaku, et al. Protein nutritional quality and consumer acceptability of tropical
Ghanaian quality protein maize. Food and Nutrition Bulletin. 1999, vol. 20, no. 3.
59
60
61
GUNARATNA, Nilupa. Evaluating the nutritional impact of maize varieties genetically improved for
protein quality. West Lafayette, Indiana. 2007. Trabajo de grado Doctor en filosofía. Universidad de
Purdue.
PANEL ON QUALITY PROTEIN MAIZE. Quality Protein Maize. Washington, D.C.: National academy
press, 1998.
AHENKORA, Kwaku, et al. Protein nutritional quality and consumer acceptability of tropical Ghanaian
quality protein maize. Food and Nutrition Bulletin. 1999, vol. 20, no. 3.
33
El maíz QPM también ha sido estudiado en cuanto a sus propiedades físicas, su
composición y comportamiento durante y tras los procesos de cocción.
Serna-Saldivar et al. en el año 200862, compararon las características físicas del grano y
la calidad de la proteína de catorce variedades de QPM, con dos variedades de maíz
normal (Control). Encontraron que el peso y la textura del grano QPM, disminuyeron el
tiempo óptimo de cocción, de acuerdo al encontrado con las ecuaciones de regresión. Así
mismo, encontraron que el maíz QPM presentó mayor cantidad de lisina, triptófano y
albúminas/globulinas al comparar con los controles.
Mendoza-Elos et al. en 200663, realizaron una comparación entre el contenido de lisina y
triptófano en genotipos de maíz de alta calidad proteica y maíz normal. Encontrando que
el maíz QPM presentó cerca del doble contenido de estos aminoácidos que el maíz
normal.
Chávez en 197264, realizó una comparación entre la composición química del maíz
Opaco-2 (precursor del QPM) y una variedad corriente. Además, comparó la calidad de la
arepa de estos dos maíces. Encontró superioridad en la calidad proteica de las arepas
elaboradas con opaco-2 y además determinó que la calidad de este se ve menormente
afectada que la del maíz corriente al ser sometida al proceso de pilado ó trilla.
Serna-Saldivar et al. en 198765, investigaron los efectos del proceso de cocción con cal en
la digestibilidad de energía y proteína del maíz normal, encontrando que la adición de cal
durante la cocción de los granos de maíz enteros no afecta la utilización de la energía y
en cambio disminuye considerablemente la utilización del nitrógeno. De esta manera, se
ve afectada significativamente el valor biológico aparente del maíz.
Ortega et al. en 198666, realizaron un estudio comparativo sobre el cambio de proteína en
el maíz normal y el maíz QPM durante la elaboración de la tortilla. Encontraron que tanto
la cantidad de aminoácidos lisina y triptófano, como la digestibilidad de la proteína,
disminuyen durante la elaboración de la tortilla para ambos maíces.
62
63
64
65
66
SERNA-SALDIVAR S.O., et al. Evaluation of the lime-cooking and tortilla making properties of quality
protein maize hybrids grown in Mexico. Plant Foods for Human Nutrition. 2008, vol. 63, p. 119-25.
MENDOZA-ELOS M., et al. Contenido de lisina y triptófano en genotipos de maíz de alta calidad
proteica y normal. Universidad y Ciencia. 2006, vol. 22, no. 2, p. 153-61.
CHÁVEZ J.F. Composición del maíz opaco-2 venezolano: Análisis y calidad biológica de la arepa de
opaco-2 y de maíz corriente. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 1972, vol. 2 no. 1, p. 147-60.
SERNA-SALDIVAR S.O., et al. Effects of lime cooking on energy and protein digestibilities of maize
and sorghum. Cereal Chemistry. 1987, vol. 64, no. 4, p. 247-52.
ORTEGA, E; VILLEGAS, E. y VASAL S. A comparative study of protein changes in normal and
quality protein maize during tortilla making. Cereal Chemistry. 1986, vol. 63, no. 5, p. 446-51.
34
Milán-Carrillo et al. en 200467, realizaron un estudio para optimizar el proceso de
nixtamalización del maíz QPM. Ellos encontraron que las mejores condiciones para
obtener una optima harina nixtamalizada de maíz QPM eran: 31 min de cocción, 5,4 g de
Ca(OH)2/L de cal y 8,1 h de remojo.
67
MILÁN-CARRILLO, J, et al. Nixtamallized flour from quality protein maize (Zea mays L.). Optimization
of alkaline processing. Plant Foods for Human Nutrition. 2004, vol. 59, p. 35-44.
35
2. METODOLOGÍA
Como se muestra en la figura 9 el desarrollo de este proyecto se realizó en cinco fases o
etapas, las cuales se describen secuencialmente más adelante.
Figura 9. Fases del proyecto.
Evaluación de la Calidad Proteica de Recetas Típicas del
Departamento del Cauca – Colombia, Elaboradas con Maíz Común y
con Maíz Biofortificado con Lisina y Triptófano
Documentación o soporte teórico
Fase I
Fase II
Recolección de Información sobre Formulaciones o Recetas Caucanas
para la preparación de alimentos
Fase III
Aplicación de Formulaciones para la preparación de alimentos
Fase IV
Evaluación de variables en los alimentos preparados bajo diferentes
formulaciones
Cuantificación de
Triptófano
Fase V
Cuantificación de
Proteína Soluble
Análisis Estadístico
36
Determinación de
Digestibilidad “in vitro”
de Proteína
2.1. FASE I: DOCUMENTACIÓN O SOPORTE TEÓRICO
Se hizo una revisión bibliográfica sobre cada uno de los elementos empleados como
insumos para el objetivo de la investigación, documentación encontrada, bibliotecas,
revistas científicas, internet, entre otros.
2.2.
FASE II: RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE FORMULACIONES O
RECETAS CAUCANAS PARA LA PREPARACIÓN DE ALIMENTOS
Se realizó un acercamiento a amas de hogar y microempresarios, para indagar y conocer
recetas o formulaciones de alimentos que emplean el maíz como ingrediente, mediante la
realización de una encuesta (Anexo A).
Se seleccionaron catorce recetas o formulaciones (Cuadro 9), para replicar en el
laboratorio, cada una con maíz común y con maíz QPM, las cuales sumaron 28
preparaciones en total.
Cuadro 9. Formulaciones seleccionadas para ser replicadas en el laboratorio.
1. Choclo frito
2. Choclo Cocido
3. Envuelto de choclo
4. Masas de choclo
5. Arepas de maíz
6. Envueltos de Maíz blanco
7. Mazamorra
8. Cauncharina
9. Envueltos de Maíz pelado
MTB
X
X
X
X
1
MAÍZ COMÚN
2
3
MTA
MSB
X
X
X
X
X
X
X
4
TOTAL
TIPO DE MAÍZ
RECETA
X
X
X
TOTAL
4
4
4
4
2
2
4
2
2
28
QPM
4
MSA
X
X
X
MTB
X
X
X
X
1
2
MTA
X
X
X
X
3
MSB
X
X
X
MSA
1
MTB: maíz tierno blanco
MTA: maíz tierno amarillo
3
MSB: maíz seco blanco
4
MSA: maíz seco amarillo
2
Para seleccionar las preparaciones, se debía cumplir con los siguientes criterios: el maíz
debía ser el ingrediente en mayor proporción y debía ser la única fuente de proteína en la
formulación o receta utilizada; la receta debía conducir a un alimento de fácil preparación,
y la frecuencia y cantidad de consumo de acuerdo con la mayor rotación y aceptabilidad
del alimento.
Finalmente, se observó en campo para la preparación de los alimentos, empleando las
recetas o formulaciones seleccionadas.
37
2.3. FASE III. APLICACIÓN DE FORMULACIONES PARA LA PREPARACIÓN DE
ALIMENTOS.
Se hicieron ensayos sobre la elaboración de alimentos a partir de las diferentes recetas o
formulaciones y se definieron los procedimientos para cada formulación.
Se aplicaron los procedimientos para la elaboración de los alimentos y medición de las
variables en cada uno de estos.
Las preparaciones se realizaron en el laboratorio de CLAYUCA en el CIAT. En el cuadro
10 se puede observar el lugar de origen de cada tipo de maíz empleado.
Cuadro 10. Lugar de origen del maíz QPM y el maíz normal, empleados como
materia prima.
Tipo de Maíz
Lugar de origen
Maíz tierno QPM blanco
CIAT
Maíz tierno común blanco
Centro comercial
Maíz tierno QPM amarillo
CIAT
Maíz tierno común amarillo
CIAT
Maíz seco QPM blanco
CIAT
Maíz seco común blanco
ICA
Maíz seco QPM amarillo
CIAT
Maíz seco normal amarillo
Centro comercial
2.3.1. Preparación de alimentos con maíz seco. Se seleccionaron seis formulaciones
para elaborar alimentos con maíz seco. Cada alimento se preparó con maíz normal y con
maíz QPM. Dependiendo de la formulación, se empleó maíz amarillo o maíz blanco como
se muestra en las figuras 10 y 11, respectivamente.
2.3.2. Preparación de alimentos con maíz tierno. Se seleccionaron cuatro alimentos
para ser preparados con maíz tierno. Cada alimento se preparó con maíz normal y con
maíz QPM. Ya que las formulaciones lo permitían, cada receta se preparó tanto con maíz
amarillo y con maíz blanco, como se muestra en la figura 12.
38
Figura 10. Preparación de alimentos con maíz seco blanco.
Maíz Seco Blanco (MSB)
Envuelto Añejo
Mazamorra
Arepa
500 g de maíz
200 g de maíz
500 g de maíz
Moler
(Tyler Nº 5)
Moler
(Tyler Nº 5)
Moler
(Tyler Nº 5)
Lavar
Lavar
Lavar
Remojar
500 g maíz/2 L Agua
(t= 8 días)
Cocinar
t= 1,5 h
Cocinar
200 g maíz, 1,2 L agua, 1 g
bicarbonato de sodio
(t= 1 h)
Escurrir
Desaguar: lavar el maíz cada 20
min, cambiando el agua de remojo.
(t= 1 día)
Dejar enfriar y
empacar
Dejar enfriar
Moler
Escurrir
75 g margarina
30 g sal
Moler
Mezclar
Remoler: moler finamente,
adicionando 200 mL de agua a la
masa obtenida.
Armar las arepas
Espesor aprox= 0,5 cm
Diámetro aprox= 4 cm
Retirar
pericarpio
Moler
Cocinar, (t=15 min)
Asar
Estufa de gas, sartén
antiadherente
(t= 6 min)
Armar los envueltos
Cocinar al vapor
(t=30 min)
Dejar enfriar y empacar
Escurrir
Dejar enfriar y empacar
39
Figura 11. Preparación de alimentos con maíz seco amarillo.
Maíz Seco Amarillo (MSA)
Cauncharina
Envuelto pelado
Mazamorra
100 g de maíz
500 g de maíz
600 g de maíz
Lavar
Lavar
Lavar
1 L agua
300g Ceniza
Fragmentar el
grano
Secar
Tostar
(T= 5 min)
Cocinar (Pelar)
(t= 1,6 h)
1L agua
Dejar enfriar
Separar el grano
del pericarpio
Enfriar
Lavar
(Frotando el maíz entre las manos)
Pericarpio
Moler
Cáscara (Pericarpio)
y parte del germen
Azúcar
Mezclar
70:30,
Maíz:Azúcar
Empacar
Remojar
2 L agua, (t= 5 días)
Desaguar: lavar el maíz cada 20
min, cambiando el agua de remojo.
(t= 1 días)
Escurrir
Lavar
Pesar 200 g maíz
sin pericarpio
Cocinar
1,2 L Agua,
bicarbonato de
sodio
(t= 1 h)
Moler
Remoler: moler finamente, adicionando
200 mL de agua a la masa obtenida.
Cocinar, (t=15 min)
Armar los envueltos
Cocinar al vapor, (t=30 min)
Escurrir, dejar enfriar y empacar
40
Dejar enfriar y
empacar
Figura 12. Preparación de alimentos con maíz tierno blanco o maíz tierno amarillo.
Maíz Tierno Blanco (MTB) o Maíz Tierno Amarillo (MTA)
Choclo frito
Choclo cocinado
Envueltos de choclo
Arepas de choclo
4 mazorcas
4 mazorcas
4 mazorcas
4 mazorcas
Pelar
Pelar
Pelar
Pelar
Lavar
Lavar
Lavar
Lavar
Desgranar
Desgranar
Moler
Moler
Agua
Desgranar
Cocinar
Aceite
Freír
Escurrir
Escurrir
Dejar enfriar y
empacar
5 g Sal,
15 g azúcar,
20 g margarina
5 g Sal,
15 g azúcar,
20 g margarina
Mezclar
Dejar enfriar y
empacar
Hojas de
choclo
Mezclar
Aceite
Freír
Armar
envueltos
Escurrir
Agua
Cocinar
Escurrir
Dejar enfriar
y empacar
41
Dejar enfriar
y empacar
2.4.
FASE IV. EVALUACIÓN DE VARIABLES EN LOS ALIMENTOS PREPARADOS
BAJO DIFERENTES FORMULACIONES
Los alimentos preparados fueron tratados de la misma manera para realizar el respectivo
análisis. Fueron liofilizados, molidos y desengrasados. Posteriormente, se hicieron los
respectivos análisis de cuantificación de triptófano y proteína soluble. Se evaluó la
cantidad de nitrógeno de cada muestra y finalmente se realizó el análisis de digestibilidad
de proteína por un método “in vitro”.
2.4.1. Liofilización. Cada muestra fue llevada al Laboratorio de Calidad Nutricional en el
CIAT, se pesó y se colocó en un ultrafreezer (Thermo Electron Corporation, Asheville,
Carolina del Norte, EEUU). Al día siguiente, se llevó a un liofilizador (Labconco
Corporation, Missouri, EEUU) para remover la humedad de la muestra. El proceso de
liofilización tuvo una duración de cuatro días en promedio. Cuando la muestra ya estaba
totalmente seca, se sacó del liofilizador y se pesó para obtener la materia seca.
2.4.2. Molienda. Para evitar contaminación, cada muestra se molió en un molino de
bolas de circonio elaborado artesanalmente. Para esto, se tomó una pequeña cantidad de
la muestra y se colocó en las cámaras correspondientes; en cada cámara se colocó un
balín de circonio como se muestra en la figura 13. Posteriormente se molieron durante
ocho minutos y se colocó la muestra molida en un recipiente plástico. Se repitió hasta
completar la totalidad de la muestra.
Figura 13. Molienda en molino artesanal de bolas de circonio.
42
2.4.3. Extracción de materia grasa. Se empleó el método 920.39 AOAC68, empleando
hexano grado técnico como solvente de extracción.
2.4.4. Medición de Nitrógeno (N). Se empleó el método 960.52 AOAC68. Para la
conversión del porcentaje de nitrógeno a proteína se usó el factor de 6,25.
2.4.5. Cuantificación de Triptófano. Se utilizó el método colorimétrico de Villegas et
al.69 1992, modificado por Nurit, et al.70 2009. Aunque el maíz QPM se biofortifica en lisina
y triptófano, sólo se cuantificó el aminoácido triptófano, pues se ha encontrado una alta
correlación entre el contenido de triptófano y lisina en el grano de maíz71.
2.4.6. Cuantificación de proteína soluble. Se empleó el método de Lowry, et al.72 1951,
con algunas modificaciones. Se tomó 0,1 g de muestra liofilizada, se adicionó 20 mL de
NaOH 1M y se homogenizó (IKA T18, Staufen, Alemania). Se colocó 0,385 mL del
sobrenadante en tubos de 1,5 mL, se adicionó 0,538 mL de solución Lowry (solución
A:B:C, 100:1:1; solución A: 0,572 g NaOH, 2,862 g Na2CO3, en 100 mL de agua; solución
B: 1,4232 g CuSO4, en 100 mL de agua; solución C: 2.853 g tartrato de sodio dihidratado,
en 100 mL de agua). Se homogenizó y se llevó a oscuridad durante 20 min. Luego se
adicionó 0,077 mL de reactivo de Folin (RF) (55.5:45.5 H2O:RF), se homogenizó y se dejó
30 min a oscuridad. Posteriormente, se colocó 0,3 mL de la mezcla en un microplato de
96 pozos (Corning Incorporated, Corning, Nueva York, EEUU), y se llevó al
espectrofotómetro (µQuant, Biotek Instruments, Vermont, EEUU) realizando lectura a una
absorbancia de 750 nm.
2.4.7. Determinación de digestibilidad “in vitro” de proteína: Se empleó el método
multienzimático de Hsu et al.73 1977, modificado por McDonough et al.74 1990. El
porcentaje de digestibilidad de proteína (%DP) se calculó empleando la fórmula:
%DP=210,46-18,10X, donde X=pH, 10 min después de iniciada la reacción.
68
69
70
71
72
73
74
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS, AOAC. Official Methods of Analysis of
the Association of Official Analytical Chemists. 15th. Ed. Pub. By AOAC, Washington, DC.
1990.
VILLEGAS, A; VASAL, S.K. y BJARNASON, M. Quality protein maize: What is it and how was it
Developed. In Mertz ET (Ed). Quality protein maize. American Association of Cereal Chemists, St.
Paul, Minnesota. 1992, p. 27-48
NURIT, Eric, et al. Reliable and inexpensive colorimetric method for determining protein-bound
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VIVEK, B.S. et. al. Op. Cit., p. 13.
LOWRY, Oliver, et al. Protein measurement with the Folin Phenol Reagent. Journal of Biological
Chemistry. 1951, vol. 193, p. 265-275.
HSU, H.W. et al. Multienzyme technique for estimating protein digestibility. Journal of Food Science.
1977, vol. 42, no. 3, p. 1269-1273.
McDONOUGH Frank E., et al. In vitro assay for protein digestibility: Interlaboratory study. Journal
Association of Official Analytical Chemists. 1990, vol. 73, no. 4, p. 622-5.
43
2.5. FASE V. ANÁLISIS ESTADÍSTICO.
2.5.1. Diseño experimental. En la figura catorce se puede observar el diseño
experimental empleado en el estudio.
2.5.2. Análisis estadístico. El análisis estadístico se realizó empleando el software
Stata, versión 9 (StataCorp, College Station, Texas, EEUU). Se compararon los datos de
maíz QPM con maíz común. Los datos de proteína presentaron una distribución normal y
por lo tanto, se hizo un análisis paramétrico (t de student, con un nivel de significancia del
95% y 4 grados de libertad) para analizar los datos. Los datos de triptófano, proteína
soluble y digestibilidad “in vitro” de proteína y no presentaron una distribución paramétrica;
por lo tanto, se aplicó un análisis no-paramétrico (Wilcoxon rank-sum test, con un nivel de
significancia del 95%) para comparar los valores entre maíz QPM y maíz común.
44
Figura 14. Diseño experimental.
Maíz
Maíz tierno (M. T.)
M. T. Blanco
(M. T. B.)
M. T. B.
Biofortificado
n=3
Choclo
Frito
n=3
Choclo
Cocido
n=3
Maíz seco (M. S.)
M. T. Amarillo
(M. T. A.)
M. T. A.
Biofortificad
o
n=3
M. T. B.
Común
n=3
Choclo
Frito
n=3
Choclo
Cocido
n=3
M. S. Blanco
(M. S. B.)
M. T. A.
Común
n=3
M. S. B.
Biofortificado
n=3
M. S. Amarillo
(M. S. A.)
M. S. B.
Común
n=3
M. S. A.
Biofortificado
n=3
Choclo
Frito
n=3
Choclo
Frito
n=3
Arepas
n=3
Arepas
n=3
Choclo
Cocido
n=3
Choclo
Cocido
n=3
Envuelto
Anejo
n=3
Envuelto
Anejo
n=3
Mazamorra
n=3
Mazamorra
n=3
Envuelto
de choclo
n=3
Envuelto de
choclo
n=3
Envuelto
de choclo
n=3
Envuelto
de choclo
n=3
Masas de
choclo
n=3
Masas de
choclo
n=3
Masas de
choclo
n=3
Masas de
choclo
n=3
M. S. A.
Común
n=3
Cauncharina
n=3
Envuelto
Maíz
Pelado
n=3
Mazamorra
n=3
Cauncharina
n=3
Envuelto
Maíz
Pelado
n=3
Mazamorra
n=3
Proteína total
Proteína soluble
Triptófano total
Retención de
proteína total:
∙ Proteína total
inicial
∙ Proteína total
final
Retención de
proteina soluble:
∙ Proteína soluble
inicial
∙ Proteína soluble
final
Retención de
triptófano:
∙ Triptófano total
inicial
∙ Triptófano total
final
Digestibilidad de
proteina
*Recetas
elaboradas de
forma tradicional
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS
3.1. CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNA.
El contenido de proteína en el maíz puede variar entre 7,2 y 9,4%75. En los maíces
analizados, se encontró que este estuvo entre 7,47% y 9,94% para los granos secos
enteros, empleando un factor de conversión de 6,25 (Cuadro 11). Sin embargo, la
concentración de proteína en los granos tiernos enteros fue un poco más elevada (10,31 a
16,17%), diferente a lo encontrado por Ingle, Beitz y Hageman76 en 1965, quienes
investigaron los cambios en la composición durante el desarrollo y la maduración del
maíz, y encontraron que con el proceso de maduración, disminuye la concentración de
nitrógeno, elemento base para la cuantificación de proteína.
Cuadro 11. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en los granos enteros de maíz seco y tierno, común y QPM,
(n=3).
Proteína Total
Común
QPM1
Tipo de Maíz
Proteína2
Proteína2
P4
g/kg3
g/kg3
Maíz seco amarillo
74,750+3,036
77,500+2,058
0,2639
Maíz seco blanco
99,438+1,276
81,917+0,416
P<0,05
Maíz tierno amarillo
103,056+1,020
117,250+2,219 P<0,05
Maíz tierno blanco
135,438+4,440 161,729+23,040 0,1243
1
Quality Protein Maize
2
Factor: 6,25
3
g de proteína/kg de producto seco
4
Valor P según análisis estadístico
Como se observa en el cuadro 11, se encontró diferencia en el contenido de proteína en
el maíz seco blanco y en el maíz tierno amarillo. Para el primero, el mayor contenido se
encontró en el maíz común, mientras que en el segundo fue mayor el QPM. Entretanto,
los maíces seco amarillo y tierno blanco no presentaron diferencias estadísticamente
significativas en la concentración de proteína entre maíz QPM y maíz común.
75
76
BADUI DERGAL, Salvador. Op. cit., p. 223.
INGLE, John; BEITZ, D. y HAGEMAN, R.H. Changes in composition during development and
maturation of maize seeds. Plant Physiology. 1965, vol. 40, no. 5, p. 835-9.
46
3.1.1. Maíz seco amarillo. En los pasos intermedios, se encontraron diferencias
estadísticamente significativas en la concentración de proteína en el maíz pelado y el
maíz remojado, pasos necesarios para la elaboración de envuelto pelado, siendo mayor el
maíz común para el primero y el QPM para el segundo (Cuadro 12); los pasos intermedios
de las demás preparaciones no presentaron diferencias entre ambos maíces.
Cuadro 12. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
amarillo común y con maíz seco amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PREPARACIÓN
PASO
PROTEÍNA TOTAL
1
COMÚN
QPM
2
4
2
4
PROTEÍNA
PÉRDIDA
PROTEÍNA
PÉRDIDA
g/kg
3
5
%
g/kg
3
6
P
5
%
Maíz entero
1
74,750+3,036
Mazamorra
Maíz trillado
Mazamorra
2
3
61,229+3,424
65,854+4,163
18,088
11,901
64,058+0,436
62,212+1,114
17,344
19,727
0,2288
0,2752
Envuelto pelado
Maíz pelado
Maíz remojado
Masa
Envuelto pelado
2
3
4
5
81,056+1,977
73,103+1,272
68,873+1,204
68,355+1,475
-8,437
2,203
7,863
8,555
71,792+1,769
80,925+2,708
70,649+0,978
71,045+1,258
7,366
-4,420
8,841
8,329
P<0,05
P<0,05
0,1184
0,0741
Cauncharina
2
49,938+0,225
33,194
52,321+0,501
1
Quality Protein Maize
2
Factor: 6,25
3
g de proteína por kg de producto
4
Perdida de proteína total durante el procesamiento
5
Porcentaje de pérdida de proteína total
6
Valor P según análisis estadístico
32,489
P<0,05
77,500+2,058
0,2639
En cuanto a las preparaciones finales, la cauncharina QPM presentó mayor concentración
de proteína que la elaborada con maíz común, mientras que en las otras preparaciones
no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre maíz común y QPM.
47
Durante la cocción, los nutrientes pueden perderse de dos formas, por degradación o por
lixiviación. Los aminoácidos pueden lixiviarse o reaccionar con los azúcares y formar
compuestos. El porcentaje de pérdida depende de la temperatura y del tipo de cocción77.
El proceso de tostado da lugar a pérdidas nutricionales relacionadas con las proteínas78;
en este estudio aunque los maíces enteros presentaron similar contenido de proteína, al
elaborar la cauncharina se observó diferencia entre los dos maíces, encontrándose mayor
concentración de proteína en la elaborada con maíz QPM. Esto puede deberse a la
protección que ejerce el pericarpio en los componentes nutritivos del grano, de manera
que haya funcionado como barrera protectora en los granos del maíz QPM, permitiendo
que las proteínas fueran menos afectadas por el calor al que fueron sometidas durante el
proceso.
Mientras tanto, en la elaboración de envuelto pelado y mazamorra de maíz amarillo tanto
común como QPM, se observaron pérdidas con el procesamiento, pero en el producto
final no se encontró diferencia en la concentración de proteína entre maíz común y QPM.
Como se observa en el cuadro 12, el maíz presenta pérdidas de proteína total con los
diferentes tipos de cocción, siendo menores en el proceso de nixtamalización o cocción
con cal, seguido por la cocción con agua y teniendo mayores pérdidas en el proceso de
tueste.
Chávez en 197279, realizó un estudio comparativo entre una variedad de color amarillo de
maíz opaco-2 (precursor del QPM) y maíz común; él encontró que el grano entero del
maíz opaco-2 presentaba mayor contenido de proteína que el maíz común y que al
elaborar arepas con este maíz, se conservaba esta tendencia superior en el grano del
QPM. Mientras tanto, Mendoza-Elos et al.80 no encontraron diferencias en la
concentración de proteína entre el maíz común y el QPM en su estudio realizado en 2006,
en el cual pretendieron cuantificar la lisina y el triptófano en genotipos de maíz de alta
calidad proteica y normal, en la cual también midieron humedad, grasa, proteína, ceniza y
carbohidratos.
77
78
79
80
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. Raíces, tubérculos, plátanos y bananos en la nutrición humana. [En línea]. 1991, p. 81.
Disponible en internet: <http://books.google.com/books?id=gyB_IiUUSt0C&pg=PA81&dq=perdida+de+proteina+calor+coccion&hl=es&ei=nBKRTZP3OIqFtgfso7RT&sa=X&oi=book_result&ct=result
&resnum=4&ved=0CDcQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false>. [Consultado marzo 24 de 2011].
GIL, Ángel. Tratado de Nutrición: Composición y calidad nutritiva de los alimentos. [En línea]. 2010,
Ed, 2. Madrid: Medica panamericana., p. 536. Disponible en internet: <http://books.google.com/books?id=hcwBJ0FNvqYC&pg=PT560&dq=fritura+perdida+proteina&hl=es&ei=WfyRTf77HIG3twfOmfB1&
sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCgQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false>.
[Consultado Marzo 24 de 2011].
CHÁVEZ J.F. Op. cit., p. 147-60.
MENDOZA-ELOS M., et al. Op. cit., p. 153-61.
48
3.1.2. Maíz Seco Blanco. En los pasos intermedios durante la elaboración de
preparaciones con maíz seco blanco, se conservó la diferencia presentada en los maíces
enteros (cuadro 13) a favor del maíz común, a excepción de la masa para arepas con sal
y margarina, en la cual no se observó diferencia entre maíz común y QPM. Así mismo, en
las preparaciones finales, se observa el mismo comportamiento encontrado en los maíces
enteros, presentándose mayor concentración de proteína en las preparaciones
elaboradas con maíz común.
En el cuadro 13 también puede observarse que durante la elaboración de las diferentes
preparaciones, se presentaron pérdidas en la concentración de proteína. Estas pérdidas
son menores en el maíz común, lo cual indica que el maíz QPM se ve más afectado
durante los procesos de cocción. El proceso que más afecta el contenido de proteína es la
elaboración de envuelto añejo, el cual conlleva un proceso de remojo (fermentación) del
maíz, y el cual puede ser el factor que haga que haya mayor pérdida de nitrógeno y por lo
tanto de proteína.
Cuadro 13. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
blanco común y con maíz seco blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
2
PROTEÍNA TOTAL
1
QPM
4
2
6
4
PROTEINA
3
g/kg
PERDIDA
5
%
PROTEINA
3
g/kg
PERDIDA
5
%
P
Maíz entero
1
Maíz trillado
2
99,438+1,276
89,271+1,196
10,224
81,917+0,416
72,646+0,219
11,317
P<0,05
P<0,05
Mazamorra
3
90,327+3,264
9,162
69,896+0,813
14,674
P<0,05
Masa para envueltos blancos
3
Envuelto añejo
4
84,948+1,846
83,201+1,157
14,571
16,328
59,070+1,571
57,837+0,794
27,890
29,396
P<0,05
P<0,05
-3,855
73,679+0,961
10,056
P<0,05
4,348
66,870
75,092+2,310
66,895+2,671
8,332
18,338
P<0,05
0,2954
7,381
66,713+1,723
18,561
P<0,05
Envuelto Anejo
Arepa
3
Maíz cocinado
Masa sin sal y margarina
4
103,270+4,21
4
95,114+0,467
32,944+4,814
5
Masa con sal y margarina
6
92,098+2,870
Arepa
1
Quality Protein Maize
2
Factor: 6,25
3
gramo de proteína por kg de producto
4
Perdida de proteína total durante el procesamiento
5
Porcentaje de pérdida de proteína total
6
Valor P según análisis estadístico
49
A diferencia de este estudio, Mendoza-Elos y colaboradores81, no encontraron diferencias
en la concentración de proteína entre el maíz común y el QPM. Por otra parte, Ortega,
Villegas y Vasal82, no reportaron pérdidas durante la elaboración de tortillas, y en cambio
reportaron un incremento en la concentración de proteína durante el proceso de
elaboración.
3.1.3. Maíz tierno amarillo. Como se observa en el cuadro 14, durante la elaboración de
las preparaciones de maíz tierno amarillo, se conservó la diferencia a favor del maíz QPM
presentada en los granos enteros. En las preparaciones finales se observó el mismo
comportamiento, con la excepción del choclo cocido, en el cual no se presentó diferencia
estadísticamente significativa entre maíz común y QPM.
Cuadro 14. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno
amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PROTEÍNA TOTAL
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
2
4
PROTEÍNA
PÉRDIDA
g/kg
3
5
%
3
5
%
1
103,056+1,020
Choclo cocido
2
109,479+0,501
---
109,313+4,054
6,770
0,9470
Choclo frito
2
75,921+3.908
26,330
108,875+1,681
7,143
P<0,05
83,971+0,680
18,519
111,917+2,380
4,549
P<0,05
83,518+2,383
18,958
112,583+2,107
3,980
P<0,05
111,917+2,380
4,549
P<0,05
110,229+1,287
5,988
P<0,05
2
3
117,250+2,219
Arepa de choclo
Masa para envueltos de
2
83,971+0,680
18,519
choclo
3
Arepa de choclo
86,313+0,813
16,247
1
Quality Protein Maize
2
Factor: 6,25
3
gramo de proteína por kg de producto
4
Perdida de proteína total durante el procesamiento
5
Porcentaje de pérdida de proteína total
6
Valor P según análisis estadístico
82
g/kg
6
P
Choclo entero
Envuelto choclo
Masa para envueltos de
choclo
Envuelto choclo
81
1
QPM
2
4
PROTEÍNA
PÉRDIDA
MENDOZA-ELOS M., et al. Op. cit., p. 153-61
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
50
P<0,05
Las pérdidas durante el procesamiento fueron mayores en las preparaciones de maíz
tierno común, exceptuando el choclo cocido, en el cual sólo se presentó pérdida en el
maíz QPM. Así mismo, el maíz común se vio más afectado con los procesos de cocción
que el maíz QPM, siendo la fritura el proceso en el que más se observó pérdida de
proteína total. La fritura es un tratamiento que puede presentar un efecto negativo sobre
las proteínas de los alimentos, pudiéndose presentar pérdidas moderadas de su valor
nutritivo debido a reacciones de Maillard83. Además durante este tratamiento se alcanzan
temperaturas mayores que las alcanzadas en otros procesos de cocción (150 – 200 ºC)84,
lo cual puede hacer que se llegue a la degradación de las mismas.
3.1.4. Maíz tierno blanco. Como se observa en el cuadro 15, aunque en el choclo
entero blanco no se presentó diferencia de proteína entre maíz QPM y maíz común, en
los pasos intermedios y las recetas finales sí se observó diferencia entre ambos maíces,
siendo mayor la concentración de proteína en las recetas de maíz común, a excepción del
choclo frito, en el cual fue mayor el maíz QPM.
La pérdida de proteína total fue mayor en las preparaciones de maíz QPM, encontrándose
pérdidas entre 15 y 32%, mientras que en el maíz común se observaron pérdidas entre 7
y 10%. El proceso en el que más se observó pérdida de proteína total para los dos maíces
es en la fritura, operación necesaria para obtener la arepa de choclo.
3.2. CUANTIFICACIÓN DE TRIPTÓFANO
Como se observa en el cuadro 16, se encontró diferencia en la concentración de
triptófano entre el maíz QPM entero y el maíz común entero, siendo mayor el maíz QPM
tanto seco como tierno, a excepción del maíz tierno blanco en el cual no se encontró
diferencia entre los dos maíces. Los resultados de este estudio coinciden con lo reportado
por Chávez85 en 1972, quien encontró que el maíz entero opaco-2 presentaba mayor
contenido de triptófano que el maíz entero corriente empleado en su estudio; sin embargo,
Chávez reportó valores de triptófano mayores para el maíz QPM y menores para el maíz
común a los reportados en este estudio.
83
84
85
GIL, Ángel. Tratado de Nutrición: Composición y calidad nutritiva de los alimentos. [En línea]. 2010,
Ed, 2. Madrid: Medica panamericana. p. 533. Disponible en internet: <http://books.google.com/books?id=hcwBJ0FNvqYC&pg=PT560&dq=fritura+perdida+proteina&hl=es&ei=WfyRTf77HIG3twfOmfB1&
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José O. Información Tecnológica. [En Línea]. 1999, vol 10, no 2, p. 129. Disponible en internet:
<http://books.google.com/books?id=Z0fUgdnVHdgC&pg=PA129&dq=temperatura+freir+fritura+aceite
&hl=es&ei=TmWOTcGeBMmCtgfazoizDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CC0Q
6AEwAQ#v=onepage&q=temperatura%20freir%20fritura%20aceite&f=false>. [Consultado Marzo 24
de 2011].
CHÁVEZ J.F. Op. cit., p. 147-60.
51
Cuadro 15. Contenido de proteína total (g de proteína/kg de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno
blanco común y con maíz tierno blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PROTEÍNA TOTAL
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
2
4
PROTEÍNA
PERDIDA
g/kg
3
5
%
1
QPM
2
4
PROTEÍNA
PERDIDA
g/kg
3
P
5
%
Choclo entero
1
135,438+4,440
Choclo cocido
2
122,813+0,451
9,322
114,438+3,142
29,241
P<0,05
Choclo frito
2
124,792+1,979
7,860
137,021+5,246
15,278
P<0,05
121,729+0,191
10,122
116,063+2,374
28,237
P<0,05
122,625+0,925
9,460
113,271+4,598
29,963
P<0,05
116,063+2,374
28,237
P<0,05
109,104+0,969
32,539
P<0,05
Envuelto choclo
Masa para
envueltos de choclo
Envuelto choclo
2
3
161,729+23,040
Arepa de choclo
Masa para
2
121,729+0,191
10,122
envueltos de choclo
3
Arepa de choclo
122,292+2,115
9,706
1
Quality Protein Maize
2
Factor: 6,25
3
gramo de proteína por kg de producto
4
Perdida de proteína total durante el procesamiento
5
Porcentaje de pérdida de proteína total
6
Valor P según análisis estadístico
0,1243
Cuadro 16. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en los grano enteros de maíz seco y tierno, amarillo y
blanco, común y QPM, (n=3).
TRIPTÓFANO
TIPO DE MAÍZ
COMÚN
QPM1
P4
%2
mg/g3
%2
mg/g3
Maíz seco amarillo
0,047+0,004 6,243
Maíz seco blanco
0,046+0,001 4,626
Maíz tierno amarillo 0,061+0,011 5,887
Maíz tierno blanco
0,090+0,019 6,670
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de muestra seca
3
mg de triptófano/g proteína
4
Valor P según análisis estadístico
52
0,078+0,007
0,077+0,001
0,104+0,013
0,110+0,005
10,022
9,400
8,870
6,802
P<0,05
P<0,05
P<0,05
P=0,28
Ortega, Villegas y Vasal86 en 1986, realizaron un estudio de comparación sobre los
cambios de proteína en el maíz normal y el maíz QPM durante la elaboración de la tortilla
y encontraron que el maíz entero QPM presentó mayor concentración de triptófano que el
maíz normal, similar a lo sucedido en este estudio. De la misma manera, Mendoza-Elos et
al.87 en 2006 y Serna-Saldívar et al.88 en 2008, reportaron resultados similares en sus
estudios.
Los valores de triptófano reportados para maíz QPM son mayores que los encontrados
por Mendoza-Elos et al.87 en 2006; sin embargo, para el maíz común se encontraron
valores similares. Lo mismo se observó al comparar con los resultados reportados por
serna-Saldívar et al.88 en 2008.
Las proteínas del maíz se ven afectadas con la maduración, disminuyendo las glutelinas,
proteínas solubles en soluciones ácidas y alcalinas; de esta manera, disminuyen la lisina,
la metionina y el triptófano89. Con este estudio, se puede comprobar esta afirmación, ya
que la concentración de triptófano del maíz QPM empleado es mayor en el grano tierno
que en el grano seco, tanto para maíz amarillo como blanco.
3.2.1. Maíz seco amarillo. Todas las preparaciones y los pasos intermedios de
elaboración de maíz QPM presentaron mayor concentración de triptófano que los de maíz
común (Cuadro 17).
Al elaborar las preparaciones tanto con maíz QPM como con maíz común, se observó
pérdida del aminoácido, al igual que sucedió en el estudio de Chávez en 1972 durante la
elaboración de arepa de maíz amarillo opaco-2, precursor del QPM.
Las pérdidas del aminoácido en las preparaciones estuvieron entre el 64 y 85% para maíz
QPM y entre 74 y cerca del 100% para maíz común; esta última concentración de
triptófano correspondiente a la mazamorra fue tan baja que no se pudo detectar por el
método empleado.
3.2.2. Maíz seco blanco. Como se observa en el cuadro 18, durante la elaboración de
las diferentes preparaciones de maíz seco blanco, se encontró que los pasos intermedios
de elaboración de la mazamorra y el envuelto añejo presentaron diferencia entre maíz
86
87
88
89
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
MENDOZA-ELOS M., et al. Op. cit., p. 153-61.
SERNA-SALDIVAR S.O., et al. Evaluation of the lime-cooking and tortilla making properties of quality
protein maize hybrids grown in Mexico. Op. cit., p. 119-25.
ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN,
FAO. EL maíz en la nutrición humana. [En línea]. 1993. [Consultado noviembre 12 de 2010].
Disponible en internet: <http://www.fao.org/docrep/t0395s/T0395S0-3.htm>.
53
QPM y maíz común, siendo mayores los QPM, mientras que en los pasos de la arepa sólo
se encontró diferencia en la masa con margarina y sal a favor del QPM.
Cuadro 17. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
amarillo común y con maíz seco amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
TRIPTÓFANO
PREPARACIÓN
1
COMÚN
PASO
2
3
%
mg/g
1
0,047+0,004
6,243
Maíz trillado
2
3
0,001+0,001
ND
2,776
Mazamorra
0,012+0,002
0,012+0,002
1,522
Maíz entero
Pd
4
2
%
QPM
3
mg/g
0,078+0,007
10,022
64
~100
0,045+0,009
0,012+0,001
7,077
74
74
0,017+0,001
0,028+0,000
2,368
74
76
0,038+0,001
0,028+0,000
2
0,012+0,001 2,470
74
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de muestra seca
3
mg de triptófano/g proteína
4
% de pérdida de triptófano con respecto al maíz entero
5
Valor P según análisis estadístico
0,021+0,002
5
Pd
4
P
P<0,05
Mazamorra
42
85
P<0,05
78
64
P<0,05
P<0,05
3,941
52
64
P<0,05
P<0,05
3,950
73
P<0,05
1,875
Envuelto pelado
Maíz pelado
2
Maíz remojado
Masa
3
4
Envuelto pelado
5
0,012+0,000
0,011+0,001
1,642
1,742
1,658
Cauncharina
3,460
5,332
1
En cuanto a las preparaciones, sólo se encontró diferencia entre maíz QPM y maíz común
en el envuelto añejo, mientras tanto en las otras preparaciones no se encontró diferencia
estadísticamente significativa entre los maíces empleados.
Al elaborar las diferentes preparaciones, la diferencia en la concentración de triptófano
presentada en los maíces enteros entre maíz QPM y maíz común fue conservada en los
pasos intermedios de dos de las tres preparaciones, así como sucedió en el estudio de
Ortega, Villegas y Vasal90 en 1986, en el cual durante la elaboración de la tortilla se
conservó la diferencia en el contenido de triptófano presentada en los granos enteros
entre maíz QPM y maíz común. Estos investigadores también encontraron que durante el
procesamiento hay pérdidas del aminoácido al igual que lo encontrado en este estudio. La
estabilidad del triptófano libre o ligado a las proteínas durante el procesado de los
90
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
54
alimentos puede verse afectada y depende de la temperatura y de la presencia de
oxigeno y de otros agentes de peroxidación. Además, tratamientos muy intensos en
presencia de aire pueden causar la degradación de este aminoácido91. Las pérdidas de
triptófano en los pasos intermedios estuvieron entre 16 y 56% para maíz QPM y 22 y 56%
para maíz común.
Cuadro 18. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
blanco común y con maíz seco blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PREPARACIÓN
PASO
TRIPTÓFANO
1
QPM
COMÚN
2
%
mg/g
3
Pd
4
2
%
mg/g
5
3
Pd
4
P
Maíz entero
Maíz trillado
1
0,046+0,001
0,048+0,001
4,626
5,414
---
0,077+0,001
0,065+0,004
9,400
2
8,948
P<0,05
16 P<0,05
Mazamorra
3
0,011+0,002
1,255
75 0,012+0,001
1,765
84 P=0,50
3
0,021+0,002
0,014+0,001
2,511
56 0,028+0,001
70 0,024+0,001
4,797
56 P<0,05
69 P<0,05
0,035+0,001
0,036+0,001
3,421
23 0,035+0,005
22 0,036+0,002
4,705
Envuelto añejo
Masa
Envuelto añejo
4
1,643
4,092
Arepa
Maíz cocinado
Masa sin margarina y sal
3
4
3,750
5
Masa con margarina y sal
0,031+0,001 9,309
6
Arepa
0,027+0,001 2,968
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de muestra seca
3
mg de triptófano/g proteína
4
% de pérdida de triptófano con respecto al maíz entero
5
Valor P según análisis estadístico
33 0,036+0,001
41 0,027+0,001
4,794
5,431
4,097
55 P=0,82
47 P=0,81
47 P<0,05
35 P=0,81
La concentración de triptófano fue mayor en el envuelto añejo de maíz QPM en
comparación con el elaborado con maíz común; en las otras dos preparaciones no se
encontró diferencia entre maíz común y maíz QPM. Ortega, Villegas y Vasal92 en 1986,
también reportaron esta diferencia, al elaborar la tortilla de maíz, aunque este producto
91
92
GIL, Ángel. Tratado de Nutrición: Composición y calidad nutritiva de los alimentos. [En línea]. 2010,
Ed, 2. Madrid: Medica panamericana. p. 553. Disponible en internet: <http://books.google.com/books?id=hcwBJ0FNvqYC&pg=PT560&dq=fritura+perdida+proteina&hl=es&ei=WfyRTf77HIG3twfOmfB1&
sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCgQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false>.
[Consultado Marzo 24 de 2011].
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
55
llevaba un proceso de elaboración diferente al de las preparaciones elaboradas en este
estudio.
Las pérdidas de triptófano en los productos finales estuvieron entre 35 y 84% para QPM y
entre 41 y 75% para maíz común, siendo la arepa, la preparación con menor pérdida y la
mazamorra la de mayor pérdida, para los dos tipos de maíz; durante este proceso de
cocción por inmersión en agua, pudo perderse el aminoácido por el tiempo de exposición
al calor y a la temperatura de cocción, ya que estos factores pudieron causar cambios en
la estructura o degradación del aminoácido.
3.2.3. Maíz tierno Amarillo. La diferencia en la concentración de triptófano observada
en el choclo entero amarillo se conservó para los pasos intermedios de las preparaciones
elaboradas con este maíz (Cuadro 19).
Cuadro 19. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno
amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
TRIPTÓFANO
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
2
QPM
%
mg/g
3
Pd
4
2
1
5
3
%
mg/g
0,104+0,013
8,870
Pd
4
P
Choclo entero
1
0,061+0,011
5,887
Choclo cocido
2
0,072+0,001
7,977
---
0,082+0,002
7,532
21
P<0,05
Choclo frito
2
0,056+0,002
9,044
8
0,107+0,005
9,797
---
P<0,05
Masa
2
0,037+0,001
4,446
38
0,107+0,001
9,591
---
P<0,05
Envuelto choclo
3
0,050+0,020
6,027
17
0,102+0,014
9,030
2
P<0,05
38
0,107+0,001
9,591
---
P<0,05
20
0,074+0,002
10,040
29
P=0,51
P<0,05
Envuelto choclo
Arepa de choclo
2
0,037+0,001 4,446
3
Arepa de choclo
0,049+0,032 5,638
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de muestra seca
3
mg de triptófano/g proteína
4
% de pérdida de triptófano con respecto al maíz entero
5
Valor P según análisis estadístico
Masa
Las pérdidas de triptófano en el maíz tierno amarillo estuvieron entre 0 y 38% para maíz
común y entre 0 y 29% para QPM; de esta manera se pudo observar que al igual que en
el maíz seco, el triptófano en el maíz tierno también se ve afectado por el procesamiento,
aunque en menor proporción.
56
Las preparaciones elaboradas con maíz tierno QPM, presentaron mayor concentración de
triptófano, con excepción de la arepa de choclo, que no presentó diferencia.
3.2.4. Maíz tierno blanco. Aunque el choclo entero no presentó diferencia en la
concentración de triptófano entre maíz QPM y maíz común, en los pasos intermedios de
elaboración sí se presentó diferencia a favor del maíz QPM (cuadro 20); así mismo, en las
preparaciones también se observó que las elaboradas con el choclo QPM presentaron
mayor concentración del aminoácido que las elaboradas con el choclo común. Al igual
que con los demás maíces empleados, con el maíz tierno blanco también se observó
pérdida del aminoácido durante los diferentes procesos de cocción, obteniéndose
pérdidas entre 34 y 83% en el maíz común y entre 5 y 26% para el maíz QPM.
Cuadro 20. Contenido de Triptófano (g de triptófano/100 g de producto seco,
humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno
blanco común y con maíz tierno blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
TRIPTÓFANO
PREPARACIÓN
PASO
2
%
COMÚN
3
mg/g
Choclo entero
1
0,090+0,019
6,670
Choclo cocido
2
0,052+0,000
7,328
Choclo frito
2
0,016+0,002
2
0,051+0,004
0,060+0,007
1
Pd
4
2
%
QPM
3
mg/g
5
Pd
4
P
0,110+0,005
6,802
P=0,28
42
0,104+0,005
9,088
5
P<0,05
1,255
83
0,091+0,007
6,617
18
P<0,05
4,190
44
34
0,081+0,003
0,097+0,011
7,008
26
12
P<0,05
P<0,05
44
42
0,081+0,003
0,095+0,004
7,008
26
14
P<0,05
P<0,05
Envuelto choclo
Masa
Envuelto choclo
3
4,866
8,593
Arepa de choclo
2
Masa
0,051+0,004
4,190
3
Arepa de choclo
0,052+0,002
4,252
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de producto seco
3
mg de triptófano/g proteína
4
% de pérdida de triptófano con respecto al maíz entero
5
Valor P según análisis estadístico
8,707
Durante la elaboración de las preparaciones se observó que el maíz tierno presentó
menores pérdidas del aminoácido que el maíz seco, a excepción del choclo frito de maíz
tierno blanco que presentó una pérdida del 83%, siendo esta la preparación con mayor
pérdida para los maíces blancos.
57
3.3. CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNA SOLUBLE
Los maíces enteros amarillos QPM tanto tiernos como secos, presentaron mayor
concentración de proteína soluble que sus similares de maíz común, como se observa en
el cuadro 21. Mientras tanto, los maíces blancos enteros tanto tierno como seco no
presentaron diferencias en la concentración de proteína soluble entre maíz QPM y maíz
común.
Cuadro 21. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/Kg de producto
seco, humedad 1%) presente en los grano enteros de maíz seco y tierno, amarillo y
blanco, común y QPM, (n=3).
PROTEÍNA SOLUBLE
TIPO DE MAÍZ
COMÚN
QPM1
P3
g/kg2
g/kg2
Maíz seco amarillo
11,289+0,489
Maíz seco blanco
9,449+1,233
Maíz tierno amarillo
14,157+1,586
Maíz tierno blanco
17,499+1,608
1
Quality Protein Maize
2
g de proteína soluble/Kg de producto seco
3
Valor P según análisis estadístico
12,891+0,303
10,563+0,598
17,757+1,953
17,563+2,862
P<0,05
P=0,29
P<0,05
P=0,51
Como se observa en la figura 15, se encontró que la proteína soluble y el porcentaje de
nitrógeno (%N) de las muestras presentan correlación (r=0,66, P<0,001); esto permite
comparar los resultados obtenidos en este estudio para proteína soluble con los de otros
autores que han reportado valores para porcentajes de nitrógeno o proteína cruda.
Figura 15. Correlación de proteína soluble y nitrógeno en muestras de
preparaciones de maíz.
58
Al igual que en este estudio para maíz amarillo seco, Chávez93 en 1972 reportó una
tendencia de mayor proteína cruda (N*6.25) en los maíces QPM amarillos empleados en
su estudio. Mientras tanto, Mendoza-Elos et al.94 en 2006, no reportaron diferencia en la
concentración de proteína entre los maíces amarillos QPM y común empleados en su
estudio.
Ortega, Villegas y Vasal95 en 1986 no reportaron diferencias en el contenido de proteína
en los maíces blancos empleados en su estudio; así mismo, en este estudio tampoco se
encontró diferencia en la concentración de proteína soluble entre maíz QPM y maíz
común para el maíz seco blanco entero. Similares resultados encontraron Serna-Saldivar
et al.96 en 1987, Mendoza-Elos94 en 2006 y Serna-Saldivar et al.97 en 2008.
3.3.1. Maíz seco amarillo. Como se observa en el cuadro 22, en el maíz trillado que es
el paso intermedio para la preparación de mazamorra no se presentó diferencia en la
concentración de proteína soluble entre maíz QPM y maíz común. Mientras tanto en los
pasos intermedios del envuelto pelado sí se encontró diferencia entre ambos maíces,
siendo mayores los QPM.
En cuanto a las preparaciones elaboradas con maíz seco amarillo, la mazamorra
elaborada con maíz común presentó mayor concentración de proteína soluble que la
elaborada con maíz QPM; en el envuelto pelado se observó que la mayor concentración
la presentó el maíz QPM, mientras que en la cauncharina no se observó diferencia en la
concentración de proteína soluble entre ambos maíces.
Con el proceso de cocción se presentó pérdida de proteína soluble en todas las
preparaciones. Chávez en 197293 también reportó una tendencia similar para %N en maíz
opaco-2. Por ejemplo, reportó pérdida de nitrógeno durante el proceso de trilla, así como
sucedió en este estudio, siendo este proceso en el que mayor pérdida de proteína se
observó, posiblemente a la remoción del pericarpio y del germen, ya que en este último se
encuentran gran parte de las proteínas del maíz94.
Sin embargo en la cauncharina, la cual no lleva este proceso, también se observó
pérdidas de proteína soluble; esto indica que la proteína soluble se ve afectada por el
tratamiento térmico, posiblemente debido a un cambio en la estructura de la proteína que
la hace insoluble en el medio alcalino empleado para la extracción.
93
94
95
96
97
CHÁVEZ J.F. Op. cit., p. 147-60.
MENDOZA-ELOS M., et al. Op. cit., p. 153-61.
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
SERNA-SALDIVAR, S.O., et al. Effects of lime cooking on energy and protein digestibilities of maize
and sorghum. Op. cit., p. 247-52.
SERNA-SALDIVAR S.O., et al. Evaluation of the lime-cooking and tortilla making properties of quality
protein maize hybrids grown in Mexico. Op. cit., p. 119-25.
59
Cuadro 22. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de producto
seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
amarillo común y con maíz seco amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
2
g/kg
PROTEÍNA SOLUBLE
1
QPM
3
2
Pd
g/kg
4
P
Pd
3
Maíz entero
1
11,289+0,489
Mazamorra
Maíz trillado
Mazamorra
2
3
6,060+0,670
10,671+1,975
46
5
5,517+1,319
4,103+0,835
57
68
P=0,51
P<0,05
Envuelto pelado
Maíz pelado
Maíz remojado
Masa
Envuelto pelado
2
3
4
5
3,214+0,043
2,519+0,033
2,522+0,516
2,359+0,268
72
78
78
79
4,155+0,475
4,265+0,723
4,108+0,934
3,339+0,122
68
67
68
74
P<0,05
P<0,05
P<0,05
P<0,05
Cauncharina
2
6,684+1,138
41
6,368+1,562
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de producto seco
3
% de pérdida de proteína soluble con respecto al maíz entero
4
Valor P según análisis estadístico
51
P=0,51
12,891+0,303
P<0,05
Las pérdidas de proteína soluble estuvieron entre 5 y 79% para maíz común y 51 y 74%
para maíz QPM. Las preparaciones con mayor y menor pérdida fueron envuelto pelado
(79%) y mazamorra (5%) para maíz común y envuelto pelado (74%) y cauncharina (51%)
para QPM. Como se observa, el envuelto pelado es la preparación que presenta mayor
pérdida de proteína soluble para ambos maíces, posiblemente al proceso de pelado del
maíz (remoción del pericarpio) que se realizó con ceniza (cocción con cal ó
nixtamalizado), ya que este proceso puede afectar la estructura y solubilidad de las
proteínas98.
3.3.2. Maíz seco blanco. En el cuadro 23 se pueden observar los resultados obtenidos
para las preparaciones de maíz seco blanco. Se presentó diferencia en la concentración
de proteína soluble en dos de los pasos intermedios de elaboración, el maíz trillado
siendo mayor el maíz QPM y el maíz cocinado necesario para la elaboración de arepa,
donde fue mayor el maíz común. En los otros pasos intermedios no se presentó diferencia
estadísticamente significativa en la concentración de proteína soluble entre ambos
98
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
60
maíces, similar a lo reportado por Ortega y colaboradores99 quienes no reportaron
diferencia entre maíz QPM y maíz común en los pasos intermedios de la preparación de
su estudio.
Cuadro 23. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de producto
seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco
blanco común y con maíz seco blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
PREPARACIÓN
PASO
COMÚN
g/kg
4
PROTEÍNA SOLUBLE
2
QPM
Pd
1
3
P
g/kg
Pd
Maíz entero
Maíz trillado
1
2
9,449+1,233
6,478+0,373
31
10,563+0,598
7,531+0,493
29
P=0,29
P<0,05
Mazamorra
3
3,763+0,450
60
5,272+0,975
50
P<0,05
Envuelto añejo
Masa
Envuelto añejo
3
4
4,204+0,313
4,498+1,129
56
52
5,008+1,149
4,333+0,866
53
59
P=0,28
P=0,83
Arepa
Maíz cocinado
Masa sin margarina y sal
Masa con margarina y sal
Arepa
3
4
5
6
4,927+0,070
5,258+0,510
4,424+0,606
4,199+0,289
48
44
53
56
4,228+0,403
5,161+1,829
4,527+0,872
6,365+1,848
60
51
57
40
P<0,05
P=0,51
P=0,83
P=0,13
1
Quality Protein Maize
g de triptófano/100 g de producto seco
3
% de pérdida de proteína soluble con respecto al maíz entero
4
Valor P según análisis estadístico
2
Estos mismos autores reportaron tendencias de pérdida de proteína durante la
elaboración de tortillas de maíz; en este estudio se observó pérdida de proteína en la
elaboración de todas las preparaciones, las cuales estuvieron entre 40 y 59% para maíz
QPM y entre 52 y 60% para maíz común. Graham et al.100 en 1980, reportaron en su
estudio que en el proceso de trilla se presentan pérdidas de proteína, aunque no hacen
referencia al color del maíz empleado. Mendoza-Elos et al.101 en 2006 reportaron una
concentración de proteína ligeramente menor en el endospermo que en el grano entero.
99
100
101
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
GRAHAM, George G., et al. Nutritional value of normal, opaque-2 and sugary-2 opaque-2 maize
hybrids for infants and children. 1. Digestibility and utilization. The Journal of Nutrition. 1980, vol. 110,
p. 1061-9.
MENDOZA-ELOS M., et al. Op. cit., p. 153-61.
61
En cuanto a las preparaciones, la mazamorra elaborada con maíz QPM presentó mayor
concentración de proteína soluble que la de maíz común. Resultados similares
encontraron otros autores para la concentración de proteína para la elaboración de
tortillas102,103. Las demás preparaciones analizadas en este estudio no presentaron
diferencia en la concentración de proteína entre maíz QPM y maíz común.
3.3.3. Maíz tierno amarillo. Como se observa en el cuadro 24, en el paso intermedio
para obtener dos preparaciones de choclo, se observó que el de maíz QPM presentó
mayor concentración de proteína soluble que el de maíz común. En cuanto a las
preparaciones, todas las elaboradas con maíz tierno amarillo QPM presentaron mayor
concentración de proteína soluble que las elaboradas con maíz tierno amarillo común.
Cuadro 24. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de producto
seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno amarillo común y con maíz tierno amarillo de alta calidad de proteína (QPM),
(n=3).
Preparación
Paso
Común
2
g/kg
Proteína Soluble
1
QPM
3
2
Pd
g/kg
103
Pd
Choclo entero
1
14,157+1,586
Choclo cocido
2
10,407+0,346
26
14,632+1,378
18
P<0,05
Choclo frito
2
9,924+2,480
30
15,264+1,390
14
P<0,05
Envuelto choclo
Masa
Envuelto choclo
2
3
16,412+2,118
9,820+1,635
--31
33,338+0,415
15,444+1,448
--13
P<0,05
P<0,05
--6
P<0,05
P<0,05
17,757+1,953
Arepa de choclo
Masa
2
16,412+2,118
--33,338+0,415
Arepa de choclo
3
10,323+0,316
27
16,755+1,380
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de producto seco
3
% de pérdida de proteína soluble con respecto al maíz entero
4
Valor P según análisis estadístico
102
4
P
3
P<0,05
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
BRESSANI, R.; ELIAS, L.G. y GÓMEZ-BRENES, R.A. Protein quality of opaque-2 corn: evaluation in
rats. The Journal of Nutrition. 1968, vol. 97, p. 173-80.
62
Se observó pérdida de proteína soluble durante la cocción; esta estuvo entre 26 y 31%
para maíz común y entre 6 y 18% para maíz QPM. Como se puede observar, el maíz
QPM presenta menores pérdidas que el maíz común durante los procesos de cocción.
3.3.4. Maíz tierno blanco. El paso intermedio de las preparaciones de maíz tierno
blanco QPM presentó mayor concentración de proteína soluble que el de maíz común
(Cuadro 25). Las preparaciones elaboradas con maíz tierno blanco no presentaron
diferencia entre maíz QPM y maíz común.
Durante la elaboración de las preparaciones con maíz tierno blanco, también se observó
pérdida de proteína soluble. Esta pérdida estuvo entre 15 y 33% para maíz común y 4 y
36% para maíz QPM.
Cuadro 25. Contenido de proteína soluble (g de proteína soluble/kg de producto
seco, humedad 1%) presente en diferentes preparaciones elaboradas con maíz
tierno blanco común y con maíz tierno blanco de alta calidad de proteína (QPM),
(n=3).
Preparación
Paso
Común
2
g/kg
Proteína Soluble
1
QPM
3
2
Pd
g/kg
4
P
Pd
3
Choclo entero
1
17,499+1,608
Choclo cocido
2
14,248+1,465
18
13,764+2,526
22
P=0,83
Choclo frito
2
11,690+0,320
33
11,158+1,767
36
P=0,51
Envuelto choclo
Masa
Envuelto choclo
2
3
13,610+0,976
11,898+2,059
22
32
16,270+1,505
15,620+3,470
7
11
P<0,05
P=0,13
22
15
16,270+1,505
16,839+1,222
7
4
P<0,05
P=0,13
Arepa de choclo
Masa
2
13,610+0,976
Arepa de choclo
3
14,783+1,217
1
Quality Protein Maize
2
g de triptófano/100 g de producto seco
3
% de pérdida con respecto al maíz entero
4
Valor P según análisis estadístico
63
17,563+2,862
P=0,51
3.4. DETERMINACIÓN DE DIGESTIBILIDAD “IN VITRO” DE PROTEÍNA.
Se realizó el análisis de digestibilidad de proteína a las preparaciones, más no a las
materias primas. Se encontró que la digestibilidad de las preparaciones para los maíces
comunes se encuentra entre 75 y 86%, y para los maíces QPM entre 75 y 85%, como se
observa del cuadro 26 al cuadro 30.
3.4.1. Maíz seco amarillo. La mazamorra de maíz seco amarillo común presentó mayor
digestibilidad de proteína que la elaborada con maíz QPM (Cuadro 26); en las otras dos
preparaciones no se encontró diferencia estadísticamente significativa entre maíz común
y maíz QPM.
Cuadro 26. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente en
diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco amarillo común y con maíz
seco amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
Digestibilidad de Proteína
Preparación
Común
QPM1
P2
%
%
Mazamorra
84,562+0,499
Envuelto pelado
85,540+1,792
Cauncharina
75,187+1,733
1
Quality Protein Maize
2
Valor P según análisis estadístico
81,914+0,220
84,158+0,072
77,703+2,067
P<0,05
P=0,51
P=0,13
Ortega, Villegas y Vasal104, en 1986 reportaron mayor digestibilidad de proteína en la
tortilla elaborada con maíz común que en la elaborada con maíz QPM, tras el proceso de
nixtamalización. Sin embargo, en este estudio para el envuelto pelado que lleva un
proceso similar, no se encontró diferencia entre maíz QPM y maíz común.
El envuelto pelado es la preparación que mayor digestibilidad de proteína “in vitro”
presenta tanto para maíz común como para maíz QPM, y aunque no presenta diferencia
de digestibilidad entre maíz QPM y maíz común, esta se encuentra por encima de las
recetas que sí presentan diferencia.
Mientras tanto, la cauncharina es la preparación que presenta menor digestibilidad para
ambos maíces; la elaboración de esta, a diferencia de las otras preparaciones, no lleva
remoción del pericarpio y ni cocción con agua, ya que su procesamiento consiste
104
ORTEGA, E; VILLEGAS, E y VASAL S. Op. cit., p. 446-51.
64
básicamente en un proceso de tueste, lo cual parece tener influencia en la digestibilidad
de la proteína.
3.4.2. Maíz seco blanco. En la mazamorra de maíz seco blanco QPM se encontró
mayor digestibilidad de proteína (Cuadro 27). Las demás preparaciones de maíz seco
blanco no presentaron diferencia entre maíz QPM y maíz común, al igual que reportaron
Pachón et al.105 en 2008 y Fufa et al.106 en 2003. Sin embargo. estos últimos autores,
reportaron valores de digestibilidad menores a los encontrados en este estudio para la
mazamorra, los cuales estuvieron entre 77% y 80% para MC y 78% para QPM.
Cuadro 27. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente en
diferentes preparaciones elaboradas con maíz seco blanco común y con maíz seco
blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
Digestibilidad de proteína
Preparación
Común
QPM1
P2
%
%
Mazamorra
80,430+0,410
Envuelto Anejo
82,336+0,322
Arepa
81,123+1,694
1
Quality Protein Maize
2
Valor P según análisis estadístico
83,374+3,125
82,300+0,052
80,369+0,792
P<0,05
P=0,51
P=0,83
3.4.3. Maíz tierno amarillo. Como se observa en el cuadro 28, no se encontró diferencia
estadísticamente significativa en la digestibilidad de proteína entre maíz común y maíz
QPM para ninguna de las preparaciones elaboradas con maíz tierno amarillo.
Los valores de digestibilidad de proteína “in vitro” estuvieron entre 77 (arepa de choclo) y
83% (choclo cocido) para maíz común y entre 77 (arepa de choclo) y 80% (choclo frito)
para maíz QPM. La preparación que presentó menor digestibilidad de proteína para los
dos tipos de maíz es la arepa de choclo, mientras la que más presentó digestibilidad es el
choclo cocido.
3.4.4. Maíz tierno blanco. Se encontró mayor digestibilidad de proteína en el choclo
cocido y el envuelto de choclo elaborados con maíz tierno blanco QPM (Cuadro 29). En
las otras dos preparaciones no se encontró diferencia entre maíz común y maíz QPM.
105
106
PACHÓN H., et al. Iron, zinc and protein bioavailability proxy measures of meals prepared with
nutritionally enhanced beans and maize. Journal of Food Science. 2009, vol. 74, no. 5, p. H147-54.
FUFA, H. et al. Op. cit., p. 269 - 273.
65
Cuadro 28. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente en
diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno amarillo común y con maíz
tierno amarillo de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
Digestibilidad de Proteína
Preparación
Común
QPM1
P2
%
%
Choclo cocido
83,283+3,089
Choclo frito
81,799+1,080
Envuelto choclo
79,114+0,884
Arepa de choclo
76,984+0,954
1
Quality Protein Maize
2
Valor P según análisis estadístico
78,970+1,105
80,152+1,404
78,330+0,273
77,491+0,407
P=0,13
P=0,28
P=0,13
P=0,51
Cuadro 29. Digestibilidad “in vitro” de proteína (% de digestibilidad) presente en
diferentes preparaciones elaboradas con maíz tierno blanco común y con maíz
tierno blanco de alta calidad de proteína (QPM), (n=3).
Digestibilidad de proteína
Preparación
Común
QPM1
P2
%
%
Choclo cocido
77,570+0,496
Choclo frito
78,065+1,065
Envuelto choclo
77,968+0,219
Arepa de choclo
77,057+0,324
1
Quality Protein Maize
2
Valor P según análisis estadístico
79,229+0,826
78,668+0,916
79,078+0,082
75,693+1,107
P<0,05
P=0,51
P<0,05
P=0,13
Como se puede observar, la digestibilidad in vitro estuvo entre 77 y 78% para maíz común
y 75 y 79% para maíz QPM.
66
4. CONCLUSIONES
Las preparaciones de maíz QPM poseen tendencia mayor o igual concentración de
proteína soluble (3,3 g/Kg – 16,9 g/Kg), triptófano (0,012% - 0,107%) y digestibilidad de
proteína (75% - 84%) que las preparaciones de maíz común (2,3 g/Kg – 14,8 g/Kg), (0% 0,075%), (75% - 86%), respectivamente, razón por la cual, son consideradas de mejor
calidad proteica que las de maíz común.
La concentración de triptófano presente en once preparaciones elaboradas con maíz
QPM, fue significativamente superior a la concentración de triptófano encontrada en sus
homólogas elaboradas con maíz común.
La concentración de proteína soluble presente en seis preparaciones elaboradas con
maíz QPM, y en una preparación elaborada con maíz común fue significativamente mayor
que la encontrada en sus homólogas de maíz común o maíz QPM respectivamente.
La digestibilidad “in vitro” de proteína que presentaron cuatro preparaciones de maíz QPM
y una de maíz común, fue estadísticamente mayor que sus preparaciones homólogas de
maíz común o QPM correspondientes.
Los procesos de cocción disminuyeron la concentración de triptófano en las diferentes
preparaciones; sin embargo, las preparaciones elaboradas con maíz tierno amarillo
presentaron menores pérdidas del aminoácido que las elaboradas con maíz tierno blanco
o con maíces secos; estas pérdidas estuvieron entre 0 y 38%.
Durante la elaboración de las diferentes preparaciones se presentaron pérdidas de
proteína soluble; sin embargo las pérdidas en las elaboradas con maíces tiernos fueron
menores que las pérdidas en las elaboradas con maíces secos. Las pérdidas estuvieron
entre 0 y 36% para los maíces tiernos.
La preparación del envuelto de maíz seco amarillo QPM, presentó mayor concentración
de triptófano, proteína soluble y mayor digestibilidad, siendo la única preparación con
resultados positivos para los tres indicadores analizados.
La mazamorra de maíz amarillo fue la única preparación de maíz común en la cual dos de
los indicadores analizados (proteína soluble y digestibilidad de proteína) fueron mayores
que en su homóloga de maíz QPM.
Con respecto a los procesos tecnológicos aplicados a los maíces secos (cocción en agua,
asado, cocción con ceniza, tostado), el proceso de cocción en agua fue el que registró
mayores mermas en la concentración de triptófano y proteína soluble, siendo estas del
orden de 59 y 100%, mientras que los otros procesos sugieren pérdidas entre 35 y 74%.
67
Con respecto a los procesos tecnológicos aplicados a los maíces tiernos blancos (cocción
en agua, y fritura), en el proceso de fritura para la obtención de choclo frito se registraron
mayores pérdidas que en los procesos aplicados para obtener los otros alimentos,
estando estas entre 18 y 83% para triptófano y 33 y 36% para proteína soluble.
Con respecto a los procesos tecnológicos aplicados a los maíces tiernos amarillos
(cocción en agua y fritura), el proceso de fritura fue en el que se encontraron mayores
pérdidas de triptófano (20% - 29%) y el proceso de cocción en agua en el que se
encontraron mayores pérdidas de proteína soluble (18% - 31%), debido a las
temperaturas alcanzadas durante dichos procesos y a los posibles cambios en la
estructura química del aminoácido y las fracciones de proteína por interacciones con otros
compuestos.
68
RECOMENDACIONES
Al trabajar con la comunidad en la recolección de datos y en especial de sus costumbres
gastronómicas, es importante hacerle conocer a las personas que sus conocimientos son
de gran interés para la comunidad y pueden contribuir al mejoramiento de la calidad de
vida de ellos mismos, de manera que vean su inclusión en el trabajo como algo
indispensable y no como si los estuvieran utilizando, ya que las comunidades tienden a
pensar que los investigadores solo se acercan a ellos para obtener información y luego
utilizarla con fines de lucro personal.
Cuando se investiga maíz tierno, es importante que el tiempo transcurrido entre la
cosecha y los análisis y/o procesos sea menor a dos días, para evitar deterioro de esta
materia prima.
Al hacer análisis químicos es indispensable conocer los métodos que se están trabajando
y la forma como ocurren las reacciones para poder resolver inconvenientes que puedan
ocurrir durante el transcurso de los mismos, como por ejemplo la interferencia que puedan
ocasionar los componentes de las muestras con los reactivos que se emplean para los
análisis. En este caso en particular, fue necesario filtrar las muestras con un filtro especial
para retirar la sacarosa de una muestra, de manera que no hubiera interferencia durante
la cuantificación del aminoácido triptófano.
Conocer y controlar la temperatura en los diferentes tratamientos para poder investigar el
comportamiento de la proteína y del aminoácido triptófano al alcanzar las temperaturas a
las que se llega durante cada tratamiento al que son sometidos los alimentos.
Continuar con la investigación de otros alimentos elaborados con maíz QPM, ya que en
Colombia hay una gran variedad de alimentos que se preparan con maíz y llevan
diferentes procesos de elaboración.
Investigar como es el comportamiento del maíz QPM cuando para la obtención de los
alimentos es necesario la inclusión de otros ingredientes.
69
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ANEXO A
Universidad Del Cauca
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Programa de Ingeniería Agroindustrial
Popayán, 2008
ENCUESTA PARA CONSULTA DE RECETAS ELABORADAS CON MAÍZ
Esta encuesta es realizada con el fin de recolectar información sobre la elaboración de recetas
caucanas elaboradas con maíz, con el fin de cumplir con los objetivos del proyecto: EVALUACIÓN
DE LA CALIDAD PROTEICA DE RECETAS TÍPICAS DEL DEPARTAMENTO DEL CAUCA
ELABORADAS CON MAÍZ BIOFORTIFICADO, desarrollado por la estudiante de la Universidad del
Cauca: Paola Catalina Imbachí y, el Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT. Los datos
aquí recolectados son de uso privado y confidencial y, en ninguna instancia se tomarán para fines
comerciales.
Nombre: ______________________________________________________________________
Edad: _________________
Sexo: ________________
Fecha: ____________________
Lugar: _______________________ Residencia____ Mercado____ Otro: ______________
1. ¿Tiene conocimiento sobre recetas elaboradas con maíz?
SÍ___ NO___
2. ¿Cree que podría brindarme la información sobre su preparación?
SÍ___ NO___
Nombre de la receta: _________________________________________________________
Ingredientes y cantidades:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Elaboración:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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_______________________________________________________________________________
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